NÄRINGSFÖRLUSTER FRÅN ÅKERMARK Åtgärder för att minska transporterna till vattendrag

MONIKA SOHLMAN

Akademin för hållbar samhälls- och teknikutveckling Miljöteknik Avancerad nivå 30 högskolepoäng Civilingenjör Samhällsteknik TOA400

Handledare: Lena Johansson Westholm Examinator: Veronica Ribé Uppdragsgivare: Johan Axnér, Länsstyrelsen i

Västmanlands län Datum: 1 juni 2012

ABSTRACT

Handelsgödsel och stallgödsel används i stor omfattning i jordbruket, men ungefär en

tredjedel av den tillförda kvävegödseln tas inte upp av växtligheten. Omkring hälften av den

mängden förs till närliggande vattendrag, något som kan resultera i eutrofiering av sjöar och

vattendrag. Även fosforläckage till vattendrag kan orsaka eutrofiering och faktorer som kan

inverka på läckaget av näringsämnen från åkermark till vattendrag är jordart,

odlingsåtgärder och nederbörd. För att minska förlusterna av näringsämnen från

odlingsmarker till vattendrag har det tagits fram åtgärdsprogram inom jordbrukssektorn. Ett

program benämns som ”Typområden på jordbruksmark” och är en del av övervakningen av

miljön i Sverige. Ett jordbruksvattendrag i Västmanlands län, U8, ingår i ett Greppa fosforn -

projekt och vattenkemiska mätningar har utförts i området sedan 90-talets början. En

storskalig strukturkalkning genomfördes av jordbruksmarken 2010 och vid de vattenkemiska

mätningarna under det agrohydrologiska året 2010/2011 uppmättes de lägsta

årsmedelhalterna av kväve och fosfor sedan mätningarna påbörjades. Syftet med den här

rapporten är att utreda ifall strukturkalkningen under 2010 resulterat i de låga

årsmedelhalterna av fosfor och kväve under det agrohydrologiska året 2010/2011 eller om

andra faktorer kan ha inverkat, samt att ge förslag på åtgärder som kan minska kväve- och

fosforförlusterna från jordbruksmarken till vattendraget. Slutsatserna är att en ökad andel

skyddszoner, den storskaliga strukturkalkningen, de torra förhållandena under året och en

planering av gödselmedeltillförseln kan ha inverkat till de låga årsmdelhalterna. Åtgärder

som skulle kunna vara verksamma på U8 för att minska kväve- och fosforförlusterna är

anpassad kvävegödsling, bevuxen träda, effektiv produktion, förändringar i växtföljd, höst-

och vinterbevuxen mark, jordbearbetning vid rätt tidpunkt, kombisådd, konturplöjning,

minskad markpackning, nedbrukning av gröngödslings- och fånggrödor vid lämpligaste

tidpunkt och med rätt teknik, reducerad jordbearbetning, reducerad kvävegödsling till

underoptimal nivå, reglerbar dränering, sedimentationsdammar, skyddsavstånd vid

gödselspridning, skyddszoner, spridning av gips på åkermark, spridning av mineralgödsel vid

rätt tidpunkt, strukturkalkning och våtmarker.

Nyckelord: kväve, fosfor, strukturkalkning, skyddszoner, odlingsåtgärder, eutrofiering,

typområden, jordbruk

FÖRORD

Examensarbetet har utförts vid Mälardalens högskola under våren 2012 i samarbete med

Länsstyrelsen i Västmanlands län. Arbetet har utförts inom utbildningsprogrammet

Civilingenjör Samhällsteknik med inriktningen miljöteknik och omfattar 30 högskolepoäng.

Jag vill rikta ett tack till Johan Axnér vid Länsstyrelsen i Västmanlands län för hjälpen med

planeringen av rapportens utformning och för hjälpen med alla bilderna.

Jag vill även tacka Lena Johansson Westholm vid Mälardalens högskola för alla tips och

synpunkter.

Tack också till Veronica Ribé vid Mälardalens högskola för alla genomläsningar och

kommentarer.

Ett tack vill jag också rikta till Lovisa Stjernman Forsberg för hjälpen med mätvärdena.

Till sist vill jag även tacka min familj och mina vänner för allt ert stöd och för all er

uppmuntran.

Västerås, juni 2012

Monika Sohlman

SAMMANFATTNING

Handelsgödsel och stallgödsel används i stor omfattning i jordbruket, men ungefär en

tredjedel av den tillförda kvävegödseln tas inte upp av växtligheten. Omkring hälften av den

mängden förs till närliggande vattendrag, något som kan resultera i eutrofiering av sjöar och

vattendrag. Även fosforläckage till vattendrag kan orsaka eutrofiering och faktorer som kan

inverka på läckaget av näringsämnen från åkermark till vattendrag är jordart,

odlingsåtgärder och nederbörd. Eutrofieringen i Östersjön beror huvudsakligen på

jordbruket och floder utgör en betydande transportväg.

För att minska förlusterna av näringsämnen från odlingsmarker till vattendrag har det tagits

fram åtgärdsprogram inom jordbrukssektorn. Ett program benämns som ”Typområden på

jordbruksmark” och är en del av övervakningen av miljön i Sverige. I det

miljöövervakningsprogrammet ingår nu 21 typområden. Inom Greppa Näringen finns

Greppa fosforn med som ett pilotprojekt, vilket påbörjades 2006 och som pågår i tre

avrinningsområden: Halland, Östergötland och Västmanland. Projektet har som syfte att

utveckla ett arbetssätt för att minska förlusterna av fosfor från jordbruket, och att fastställa

den praktiska användbarheten av de redan bekanta åtgärdernas inverkan till minskade

fosforförluster. Den här rapporten fokuserar påU8, ett typområde som finns beläget i

Västmanland. Provtagningar i jordbruksbäckarna i typområdena sker varannan vecka men

vattenföringen mäts utan avbrott. Mätningarna har utförts i området sedan 1993 och 2010

genomfördes en storskalig strukturkalkning av U8. Vid de vattenkemiska mätningarna under

det agrohydrologiska året 2010/2011 uppmättes de lägsta årsmedelhalterna av kväve och

fosfor sedan mätningarna påbörjades. Syftet med den här rapporten är att utreda ifall

strukturkalkningen under 2010 resulterat i de låga årsmedelhalterna av fosfor och kväve

under det agrohydrologiska året 2010/2011 eller om andra faktorer kan ha inverkat, samt att

ge förslag på åtgärder som kan minska kväve- och fosforförlusterna från jordbruksmarken till

vattendraget.

Åkermarken i U8 bidrar med 95 % av de totala kväveförlusterna och med 96 % av de totala

fosforförlusterna. Från 2009 till 2010 ökade andelen skyddszoner från 0 till 6,7 % av den

totala ytan, mark som strukturkalkades ökade från 0 till 89 % och plöjning under sen höst

minskade från 7 till 2 %. Slutsatserna är att en ökad andel skyddszoner, den storskaliga

strukturkalkningen, de torra förhållandena under året och en planering av

gödselmedeltillförseln kan ha inverkat till de låga årsmedelhalterna. En ökad andel

skyddszoner resulterar bland annat i att infiltreringen av ytvatten underlättas, något som i

sin tur bidrar till att partikelmängden som når vattendraget genom ytavrinning blir lägre.

Förutom att tillgodose sig näringsämnen bidrar växtligheten till att stabilisera markens

aggregat och minska risken för erosion, vilket minskar transporten av partiklar till

vattendraget. Den storskaliga strukturkalkningen resulterar i en minskad markpackning, en

förbättring av aggregatens stabilitet och en förbättrad permeabilitet. Konsekvenserna av de

torra förhållandena under året har blivit en mindre mängd näringsämnen som transporterats

iväg via ytavrinning, lägre förluster från ytvattenbrunnar via dräneringsledningar och

riskerna för erosion har minskat vilket i sin tur minskat transporterna av partiellbunden

fosfor. En planering av gödselmedeltillförseln genom till exempel en minskning av andelen

gödselmedel som placeras på åkermarken i samband med höstbruket kan resultera i en

minskad andel näringsämnen som transporteras bort i samband med snösmältningen.

Fosforförråden i marken kan även minska i samband med mineralgödsling.

Åtgärder som skulle kunna vara verksamma på U8 för att minska kväve- och

fosforförlusterna är anpassad kvävegödsling, bevuxen träda, effektiv produktion,

förändringar i växtföljd, höst- och vinterbevuxen mark, jordbearbetning vid rätt tidpunkt,

kombisådd, konturplöjning, minskad markpackning, nedbrukning av gröngödslings- och

fånggrödor vid lämpligaste tidpunkt och med rätt teknik, reducerad jordbearbetning,

reducerad kvävegödsling till underoptimal nivå, reglerbar dränering,

sedimentationsdammar, skyddsavstånd vid gödselspridning, skyddszoner, spridning av gips

på åkermark, spridning av mineralgödsel vid rätt tidpunkt, strukturkalkning och våtmarker.

INNEHÅLL

1 INLEDNING ....................................................................................................................1

1.1 Problemformulering ................................................................................................... 1

1.2 Mål ............................................................................................................................ 2

1.3 Avgränsning ............................................................................................................... 2

1.4 Metod ........................................................................................................................ 2

1.4.1 Tre olika fall ...................................................................................................... 3

1.4.2 Intervjuer .......................................................................................................... 3

1.4.3 Observationer .................................................................................................... 3

1.4.4 Arkivanalyser och litteratursökning ...................................................................... 3

2 KVÄVE ............................................................................................................................4

2.1 Åtgärder för att minska kväveförluster ....................................................................... 5

2.1.1 Effektiv produktion, utfodring och utlakning .......................................................... 5

2.1.2 Jordbearbetning ................................................................................................. 5

2.1.3 Gödselmedel ...................................................................................................... 6

2.1.4 Dränering, våtmarker och dammar ....................................................................... 7

3 FOSFOR ..........................................................................................................................7

3.1 Egenskaper ................................................................................................................ 8

3.2 Fosforformer .............................................................................................................. 8

3.2.1 Partikulär fosfor ................................................................................................. 9

3.2.2 Löst fosfor ......................................................................................................... 9

3.2.3 Organiskt bunden fosfor ...................................................................................... 9

3.2.4 Oorganiskt bunden fosfor ...................................................................................10

3.3 Funktioner ................................................................................................................10

3.4 Förluster ...................................................................................................................11

3.5 Gödselmedel ..............................................................................................................11

3.5.1 Superfosfat och trippelfosfat ...............................................................................12

3.5.2 Stallgödsel, flytgödsel och handelsgödsel .............................................................12

3.5.3 Förrådsgödsling och fosforbrist ..........................................................................13

3.6 Fosforförluster ..........................................................................................................13

3.6.1 Områden och jordtyper ......................................................................................14

3.6.2 Ytavrinning .......................................................................................................14

3.6.3 Erosion ............................................................................................................16

3.6.4 Makroporflöde ..................................................................................................17

3.6.5 Lämnade växtrester och växtnäringspooler ...........................................................17

4 ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA NÄRINGSFÖRLUSTER ............................................ 18

4.1 Sedimentationsdammar .............................................................................................18

4.1.1 Utformning .......................................................................................................20

4.2 Skyddszoner ..............................................................................................................21

4.2.1 Anpassad skyddszon ...........................................................................................23

4.2.2 Växtarter ..........................................................................................................23

4.3 Minskad ytavrinning .................................................................................................23

4.4 Strukturkalkning ......................................................................................................24

4.4.1 Kalkning...........................................................................................................24

4.4.2 Kalcium ...........................................................................................................24

4.5 Dränering .................................................................................................................25

4.5.1 Reglerbar dränering ..........................................................................................25

4.5.2 Leca- filter i dräneringssystemet..........................................................................26

4.6 Minskad markpackning .............................................................................................26

4.7 Jordbearbetning ........................................................................................................26

4.7.1 Effektiv jordbearbetning .....................................................................................27

4.8 Höst- och vinterbevuxen mark ...................................................................................27

4.9 Nedbrukning av grödor med rätt teknik .....................................................................27

4.10 Anpassad utfodring ...................................................................................................28

4.11 Tillsats av gips i flytgödsel .........................................................................................28

4.12 Anpassad fosforgödsling ............................................................................................28

4.13 Spridning av gips på åkermark ..................................................................................29

4.14 Kalkfilterdiken ..........................................................................................................29

4.15 Minskad användning av vägsalt .................................................................................29

4.16 Våtmarker ................................................................................................................29

4.17 Filterteknik ...............................................................................................................31

4.18 Slagg och flygaska .....................................................................................................31

5 VÄXTSKYDDSMEDEL ................................................................................................. 32

5.1 Val av bekämpningstidpunkt .....................................................................................32

5.2 Minskad yterosion och ytavrinning ............................................................................32

5.3 Förändringar i växtföljd ............................................................................................33

5.4 Reducerad jordbearbetning .......................................................................................33

5.5 Ekologisk odling ........................................................................................................33

6 TYPOMRÅDEN ............................................................................................................. 33

6.1 Beskrivning av område ..............................................................................................35

7 RESULTAT ................................................................................................................... 37

8 DISKUSSION OCH SLUTSATSER ................................................................................ 40

8.1 Det agrohydrologiska året 2009/2010 .........................................................................40

8.2 Det agrohydrologiska året 2010/2011 .........................................................................41

8.2.1 Skyddszoner ......................................................................................................41

8.2.2 Strukturkalkning ................................................................................................41

8.2.3 Torra förhållanden ............................................................................................41

8.2.4 Jordbearbetning ................................................................................................42

8.2.5 Gödselmedel .....................................................................................................42

8.3 Åtgärder för att minska kväveförluster ......................................................................42

8.4 Åtgärder för att minska fosforförluster ......................................................................43

8.5 Slutsatser ..................................................................................................................44

8.6 Förslag till fortsatt arbete ..........................................................................................46

REFERENSLISTA ............................................................................................................... 47

1

1 INLEDNING

Handelsgödsel och stallgödsel används i stor omfattning i jordbruket, men ungefär en

tredjedel av den tillförda kvävegödseln tas inte upp av växtligheten. Omkring hälften av den

mängden förs till närliggande vattendrag, något som kan resultera i eutrofiering av sjöar och

vattendrag. Även fosforläckage till vattendrag kan orsaka eutrofiering och faktorer som kan

inverka på läckaget av näringsämnen från åkermark till vattendrag är jordart,

odlingsåtgärder och nederbörd (Naturvårdsverket, 2012). Eutrofieringen i Östersjön beror

huvudsakligen på jordbruket och floder utgör en betydande transportväg (Foged, 2011).

Ekosystemen påverkas av antropogena faktorer, såsom jordbruk, eftersom marken förändras

både kemiskt och fysiskt. De fysiska egenskaperna kan förändras genom jordbearbetning

eftersom bunden fosfor kan frigöras genom åtgärden. Konkret kan en ändring ske av till

exempel den naturliga dräneringen, vattenflödet och kvaliteten på mark och vatten. (Otero

m.fl., 2011)

För att minska förlusterna av näringsämnen från odlingsmarker till vattendrag har det tagits

fram åtgärdsprogram inom jordbrukssektorn. Odlingsåtgärdernas effekter på vattnets

kvalitet kan tas tillvara genom att mindre jordbruksbäckar miljöövervakas. Ett program

benämns som ”Typområden på jordbruksmark” och är en del av övervakningen av den yttre

miljön i Sverige. Motivet med det här programmet är att kännedomen om sambandet mellan

avrinnande vattens kvalitet och odlingsåtgärder ska bli större och att följa sambandens

tidsförändringar. Norge, Finland, Island, Danmark, Estland, Lettland, Litauen och västra

Ryssland har också miljöövervakningar som har likheter med den svenska bevakningen.

(Sveriges Lantbruksuniversitet, 2012)

Ett jordbruksvattendrag i Västmanlands län ingår i ett Greppa fosforn - projekt och

vattenkemiska mätningar har utförts i området sedan 90-talets början. En storskalig

strukturkalkning genomfördes av jordbruksmarken 2010 och vid de vattenkemiska

mätningarna under det agrohydrologiska året 2010/2011 uppmättes de lägsta

årsmedelhalterna av kväve och fosfor sedan mätningarna påbörjades.

1.1 Problemformulering

Syftet är att utreda ifall strukturkalkningen under 2010 resulterat i de låga årsmedelhalterna

av fosfor och kväve under det agrohydrologiska året 2010/2011 eller om andra faktorer kan

ha inverkat, samt att ge förslag på åtgärder som kan minska kväve- och fosforförlusterna från

jordbruksmarken till vattendraget.

2

Utifrån syftet har följande frågeställningar utarbetats:

• Hur har årsmedelhalterna för kväve och fosfor förändrats från det agrohydrologiska

året 2008/2009 till det agrohydrologiska året 2010/2011?

• Vilka åtgärder kan i allmänhet minska kväve- och fosforförlusterna från åkermark till

vattendrag?

• Vilka åtgärder har tillämpats på det aktuella typområdet?

• Vilka åtgärder skulle kunna tillämpas på det aktuella typområdet för att reducera

förlusterna av kväve och fosfor från området till vattendraget?

1.2 Mål

Utbildningsmål med examensarbetet är att uppfylla kriterierna för examensarbete inom

utbildningsprogrammet Civilingenjör Samhällsteknik. Personliga mål är att få en fördjupning

inom näringsförluster från jordbruksmarker till vattendrag och en förståelse för vilka

åtgärder som kan resultera i en reducering av förlusterna. Uppdragsgivarens mål är att få en

uppfattning ifall det är strukturkalkningen av jordbruksområdet som åstadkommit de låga

kväve- och fosforförlusterna från åkermarken eller om andra faktorer kan ha inverkat.

1.3 Avgränsning

Den huvudsakliga fokuseringen på de vattenkemiska mätningarna är placerad på de

agrohydrologiska åren 2008/2009, 2009/2010 och 2010/2011 då det är vid dessa tidpunkter

som strukturkalkningen genomfördes och variationerna i mätningarna påträffades.

1.4 Metod

Ett särskilt fall kan väljas ut med ett speciellt syfte och beskrivas genom en fallstudie.

Kunskaperna kan vara djupgående och dokument, roller och personer som studeras eller

intervjuas bör, för att variationer i företeelsen som observeras ska uppstå, bestå av olika

bakgrund (Höst m.fl., 2011). Fallet som studeras kan vara en speciell plats såsom en

organisation eller ett bostadsområde och denna miljö eller situation studeras ihållande.

Materialet som samlas in i en fallstudie kan vara både kvalitativt och kvantitativt. Speciellt

för en fallstudie är att det är specifika drag hos ett specifikt fall som belyses, ett synsätt som

benämns som ideografiskt. En fallstudie kan ofta förknippas med en tvärsnittsdesign men en

sådan utformning har som syfte att, utan att vara beroende av tidpunkt och plats, frambringa

slutsatser eller påståenden. Ett sådant synsätt benämns som nomotetiskt. Relationen mellan

forskning och teori går mot att vara induktiv om kvalitativ data samlas in men har en tendens

att vara deduktiv om materialet är kvantitativt. Det är inte möjligt att hitta typfall i fallstudier

3

som kan företräda en särskild klass av objekt, till exempel bostadsområden. En fallstudie är

inte ekvivalent med ett urval som endast består av en enhet (Bryman, 2011). I det här

examensarbetet har fokuseringen varit placerad på arkivanalyser och litteratursökning.

1.4.1 Tre olika fall

En fallstudie syftar inte till att generalisera till andra fall. Det är istället ett fall som betraktas

och en teoretisk analys görs av detta. Fokuseringen är placerad på hur väl resultaten kan

bidra till teoretiska påståenden. Tre exempel på olika fall är det kritiska eller avgörande fallet,

det extrema eller unika fallet samt det representativa eller typiska fallet. Det sistnämnda kan

också benämnas som det exemplifierande fallet. Vid det kritiska eller avgörande fallet finns

det en tydlig hypotes och ett fall väljs ut eftersom det ger en uppfattning vid situationer då

hypotesen inte är tillräcklig. Vid det representativa eller typiska fallet är fokuseringen

placerad på vardagliga situationer där de förhållanden som kan uppkomma framställs. Det

extrema eller unika fallet är en vanligt förekommande centrering i kliniska undersökningar.

(Bryman, 2011)

1.4.2 Intervjuer

Datainsamlingen vid fallstudier samlas under teknikerna intervjuer, observationer och

arkivanalyser. Intervjuer som används som datainsamlingsmaterial kan vara öppet riktade,

halvstrukturerade eller strukturerade. Vid en öppen riktad intervju tillåts respondenten till

största delen bestämma vad som tas upp under intervjun. Personen som intervjuar ansvarar

för att intervjun hålls inom undersökningens ämnesområde genom att ge feedback och ställa

frågor till det som respondenten sagt. Vid halvstrukturerade intervjuer har personen som

intervjuar en förberedd intervjuguide men dessa frågor kan ställas i en annan ordning med

tanke på hur respondenten kommer in på dessa. En strukturerad intervju kan jämföras med

en muntlig enkät där respondenten enbart svarar på frågorna som ställs i en fast ordning.

(Höst m.fl., 2011)

1.4.3 Observationer

Vid observationstekniken som datainsamlingsteknik betraktas en företeelse och

händelseförloppet antecknas. En fullständig observatör registrerar vad som sker utan att

själv delta. En deltagande observatör har istället en roll i det som observeras. Distansen är en

gemensam faktor i de båda observationstyperna. En fullständig observatör som inte är med i

det som observeras kan få ett för stort avstånd till skeendet och en deltagande observatör kan

tappa fokus på det som ska observeras. (Höst m.fl., 2011)

1.4.4 Arkivanalyser och litteratursökning

Fokuseringen i det här examensarbetet har varit arkivanalyser och litteratursökning. Genom

arkivanalyser studeras dokument som framställts för andra syften än den gällande

företeelsen. Det är viktigt att fokuseringen finns på just syftet för dokumentationen som

4

studeras, bland annat för att få en förståelse för ifall materialet är vinklat åt något håll (Höst

m.fl., 2011). Litteratursökningen utfördes genom det förslag som Bryman (2011) beskriver.

Det innebar att litteratur som var bekant eller som blivit rekommenderad av andra lästes och

anteckningar fördes under läsningen. Litteratur som den bekanta eller rekommenderade

litteraturen refererade till och som verkade relevant noterades. Databaser användes för att

söka efter litteratur inom det inom det aktuella området där verkens abstracts lästes för att se

om de skulle vara relevanta för det aktuella området. Litteraturen som de verk som valts ut

efter sina abstracts refererade till noterades för att se om de kunde vara användbara inom det

aktuella området och på det viset fortsatte litteratursökningen.

2 KVÄVE

Kväve påträffas på sjätte plats bland universums vanligaste grundämnen och på Jorden

förekommer kväve och föreningar av grundämnet i biosfären, hydrosfären, atmosfären och

litosfären. En av kvävets egenskaper är att det lätt övergår till gasform, till exempel under

stallgödselhantering eller direkt från marken (Malgeryd m.fl., 2008). Kväveoxider (särskilt

dikväveoxid) och ammoniak påträffas i atmosfären och fritt kväve finns också i berggrunden,

gruvgas, naturgas och i vulkaniska gaser. Den vanligaste formen är dock som kvävgas.

Nitrater och ammoniumföreningar är de främsta formerna som kvävet i jordskorpan

påträffas i, och de huvudsakliga mineralerna är salpeter och chilesalpeter. Det sistnämnda

mineralet återfinns i sydliga länder i nederbördsfattiga områden. Kemiskt bundet kväve finns

i olja och kol och i havet som både löst kväve och lösta kväveföreningar. Ammoniumsalter,

nitrat och nitrit är tre av de huvudsakliga lösta kväveföreningarna och är betydelsefulla

närsalter för särskilt växtplankton. Resultatet blir därför att halten kväveföreningar är högre

ju djupare man kommer. Grundämnet är essentiellt för alla organismer i biosfären och är en

beståndsdel i DNA, RNA och proteiner (Nationalencyklopedin, 2012f). Organiskt bundet

kväve omvandlas vid nedbrytning av organiskt material till ammoniumkväve, vilket sedan

ombildas till nitratkväve. Både ammoniumkväve och nitratkväve är växttillgängliga

(Malgeryd m.fl., 2008). Det är som ammoniumkväve som hälften av totalkvävet oftast

förekommer och organiskt kväve mineraliseras till ammoniumjoner (Bergström m.fl., 2007).

I markmiljöer är nitratkväve dessutom lättrörligt och det som inte tas tillvara av växtlighet

och mikroorganismer förs till vattendrag och grundvatten med hjälp av överskottsvatten,

något som benämns som utlakning. I vattenmiljöer tas en del av näringsämnet upp av

vattenlevande organismer men den största mängden nitratkväve försätts i gasform och blir

till främst kvävgas men också lustgas (Malgeryd m.fl., 2008). Vid hög avrinning kan

nitratkväve som är vattenlösligt späs ut eftersom markprofilen kan tvättas ur (Stjernman

Forsberg m.fl., 2011).

5

2.1 Åtgärder för att minska kväveförluster

Olika förebyggande åtgärder som kan minska förlusterna av kväve är effektiv produktion,

anpassad kvävegödsling, reducerad kvävegödsling till underoptimal nivå, kombisådd,

reducerad jordbearbetning, växtanpassad odling, anpassad utfodring, provtagning och analys

av stallgödsel, spridning av stallgödsel vid rätt tidpunkt, tillräcklig lagringskapacitet för

stallgödsel, ammoniakbegränsande åtgärder vid stallgödselhantering, bättre

spridningsteknik för stallgödsel, skyddsavstånd vid gödselspridning, övergång till

flytgödselsystem, höst- och vinterbevuxen mark, bevuxen träda, fånggröda och

vårbearbetning, nedbrukning av gröngödslings- och fånggrödor vid lämpligaste tidpunkt,

senarelagd jordbearbetning på hösten samt ändrad grödfördelning. Våtmarker och reglerbar

dränering är åtgärder som syftar till att höja retentionen av kväve. (Malgeryd m.fl., 2008)

2.1.1 Effektiv produktion, utfodring och utlakning

Framtagning av livsmedel i en tillräcklig utsträckning och som har en hög kvalitet är det

primära syftet med den effektiva produktionen. Det är ett krav att hushållningen av resurser

är effektiv för att målet ska kunna nås, och genom den effektiva produktionen blir

kväveförlusterna små eftersom överskottet minimeras. Utfodringen bör stämma med djurens

behov, för den överstigande mängden utsöndras av djuren. Det innebär en större risk för

kväveförluster eftersom det är mer kväve som satts i omlopp. Utlakningen av kväve blir olika

stor beroende på vilken gröda som odlas. I öppen odling ger potatis den största utlakningen

följt av oljeväxter, spannmål och sockerbetor där sockerbetor ger de lägsta förlusterna.

Förlusterna är lägre bland flerårig vall under liggtiden jämfört med öppen odling men vid

vallbrott kan en utlakningschock uppstå. (Malgeryd m.fl., 2008)

2.1.2 Jordbearbetning

Jorden bearbetas inte i lika hög utsträckning eller lika djupt vid reducerad jordbearbetning i

jämförelse med traditionell plöjning och harvning. Kväveutlakningen kan bli lägre om

marken direktsås eller bearbetas reducerat, men skörden riskerar att bli lägre. Det här

tillvägagångssättet för att minska förlusterna av kväve kan orsaka en obalans till miljömålet

”Giftfri miljö”, eftersom processen i många fall kräver kemisk bekämpning för att ogräsen

inte ska få fäste. Tillvägagångssättet då sådd och gödsling utförs på samma gång med samma

utrustning kallas för kombisådd. Förutsättningarna för växtligheten att ta upp

näringsämnena blir gynnsamma om gödselmedlet placeras på en något djupare nivå än

utsädet. (Malgeryd m.fl., 2008)

Höstbearbetad mark ger högre förluster jämfört med mark som är höst- och vinterbevuxen,

som också kallas för grön mark. Marker som bearbetas varje år ger upphov till högre

kväveförluster i jämförelse med marker som ständigt är bevuxna. Utlakningen av kväve

minskar om åkern vårbearbetas jämfört med om den höstbearbetas samt om fånggrödor

odlas. Fånggrödor tar upp växtnäring efter huvudgrödan som odlats innan, och efter

fånggrödan odlas en ny huvudgröda. I vissa områden kan det vara fördelaktigt att vänta med

att bearbeta åkern tills temperaturen i marken sjunkit med tanke på kvävefrigörelsen i

6

marken, men lerjordar kan ges markskador om de bearbetas när marken är fuktig. Mängden

kväve som binds av gröngödslingsgrödor med baljväxter är stor och brytningstiden är

betydelsefull. Ett stort överskott under hösten uppstår om brytningen sker inför höstsådden,

och det är ett överskott som ofta inte kan utnyttjas av grödorna som sås på hösten. (Malgeryd

m.fl., 2008)

2.1.3 Gödselmedel

Informationen angående gödselmängden som bör tillföras är till viss mån bristfällig vid varje

säsong eftersom årsmånen inte är känd vid det sista gödslingstillfället. Den bästa

kvävegödslingen fås vid ett beaktande av årsmånen och kvävemineraliseringen i marken.

Restkvävemängden i marken kan öka om mer kväve än växterna på ett effektivt sätt kan ta

upp tillförs, så kallad överdosering. Enligt nitratdirektivet begränsas i känsliga områden

kvävetillförseln från gödselmedel. En lägre kvävetillförsel kan ge en lägre kväveutlakning, en

process som benämns som reducerad kvävegödslig till underoptimal nivå. (Malgeryd m.fl.,

2008)

Provtagning och analys av stallgödsel innebär att egna prover tas på gödselmedlet för att

kväveeffekten ska kunna bedömas mer effektivt. Anledningen är att kväveförlusterna kan

variera beroende på djurens utfodring med avseende på utsöndring. Ammoniumkväve är

särskilt aktuellt att analysera, halten varierar i stor utsträckning mellan olika gårdar. Annat

organiskt material för uppblandning, tillskott av vatten, stallhantering, utfodring och lagring

är olika aspekter som har betydelse för variationsskillnaderna. De tillförda näringsämnena

bör kunna nyttjas av någon gröda inom en skälig tid, något som klassas som spridning av

stallgödsel vid rätt tidpunkt. Det finns olika tillfällen, såsom vid vårsådd. För att spridningen

av gödselmedlet inte ska behöva spridas under förhållanden som inte är gynnsamma behöver

lagringskapaciteten för stallgödsel vara tillräcklig. I miljön omvandlas ammoniak till

ammoniumkväve och sedan till nitratkväve. 82 % av ammoniak består av kväve, och vid

utsläpp av ammoniak kan en negativ anrikning ske i mark och vatten. Risken för försurning

ökar också vid ammoniakutsläpp. Därför är det väsentligt med ammoniakbegränsande

åtgärder vid stallgödselhantering. (Malgeryd m.fl., 2008)

Flera åtgärder finns angående stallförluster, lagringsförluster och spridningsförluster. Bättre

spridningsteknik för stallgödsel innebär en strävan efter utveckling och användning av

utrustning som ger jämnare spridning i sidled, bättre finfördelning och en större

arbetsbredd. Gödselmedlet riskerar att transporteras bort med ytvattnet om det även sprids

på åkerns utkant. Näringsämnena riskerar också att spridas till vattendrag ifall fältet gränsar

till sådana, men för att undvika detta kan en ogödslad bård, ett skyddsavstånd, lämnas vid

gödselspridning. En jämnare spridning kan ske med flytgödsel jämfört med djupströgödsel

och fastgödsel och det ger också minskade förluster med avseende på hantering. Det leder till

att nyttjandet av kväve förbättras, en faktor som förespråkar övergång till flytgödselsystem.

(Malgeryd m.fl., 2008)

7

2.1.4 Dränering, våtmarker och dammar

Grundvattenytan kan hållas på högst möjliga nivå för att odlingen samtidigt ska kunna

fungera, vilket resulterar i att kväveförlusterna minskar tack vare en minskad ytavrinning.

Bestämningen av grundvattenytan kan ske med hjälp av reglerbrunnar i täckdikessystem,

processen benämns som reglerbar dränering. Markens lutning är en viktig faktor, den avgör

installeringstätheten. Det finns indikationer på att lustgasavgången kan öka genom den

reglerbara dräneringen eftersom denitrifikationen höjs. Åtgärden skulle också kunna ge

ökade förluster av fosfor från en del jordtyper. Kvävebelastningen och även

fosforbelastningen minskar om våtmarker anläggs med en korrekt utformning. I och med

denna metod minskar även förlusterna till havet och den biologiska mångfalden ökar

(Malgeryd m.fl., 2008). Sedimentation och växtupptag men särskilt denitrifikation är de

faktorer som kan minska kvävemängden i sedimentationsdammar, av den totala

kvävetillförseln kan mellan 3 och 15 % renas. Anledningen är att kväve på bästa sätt renas i

stora och grunda våtmarker som har en god tillgång på solljus, men dammarna är för det

mesta små till ytan (Börling, 2010).

3 FOSFOR

Fosfor är ett essentiellt grundämne för levande organismer och förekommer framför allt som

fosfat. Det utgör en del i ungefär 200 olika mineral och påträffas på plats elva av de

vanligaste grundämnena i jordskorpan. Kloridapatit, fluoridapatit och hydroxiapatit är olika

fosformineral, och alla fosformineral som är bekanta är salter till ortofosforsyra

(Nationalencyklopedin, 2012a). Källor till fosforhalten i atmosfären kan vara naturliga som

damm från erosion, pollen, vulkaner och antropogena som förbränningsprocesser. Fågelträck

är ett exempel på en förorening som är svår att säkerställa med avseende på depositionen av

fosfor till ekosystem för fosforflöden, vilket gör att depositionen fortfarande är oklar

(Bergström m.fl., 2007). Fosfor är också ett grundämne som kan orsaka övergödning av

vattendrag. De mest betydande antropogena källorna till eutrofiering är avloppsvatten,

lakvatten och avrinning från åkermark. Tillväxten av cyanobakterier beror främst på

fosfortillgången eftersom det i de flesta fall är det begränsande näringsämnet (Ádám m. fl.,

2010). Eutrofierade sjöar kan fortsätta befinna sig i det stadiet och det kan också ta tid innan

en eutrofierad sjö tillfrisknar, trots att de yttre belastningarna minskar. Sedimentens förmåga

att frigöra näringsämnen under långa tidsperioder och den hydrauliska uppehållstiden är två

faktorer som kan inverka. För att reducera risken för att näringsämnen frigörs från sediment

är en metod att öka fosforns bindningskapacitet. Det kan ske genom att nitrat tillsätts, genom

luftning eller att de fosforbindande ämnena +2Ca , +3Fe eller +3Al tillsätts (Wauer

m.fl.,2009). Ett annat verkningsfullt sätt för att minska problemen med eutrofiering kan vara

en lägre ersättning för fosfater som är biotillgängliga (Ekstrand m.fl., 2011). Agronomiska

tester görs av matjorden och det finns regelverk som berör djurtätheten, detta för att

förbättra balansen av fosfor och minska källan till näringsämnet. Recipientens känslighet och

närhet, metoden för gödselspridningen, jordtyp och förbindelser mellan ytvatten och fält

8

genom transportprocesser är olika aspekter som inte beaktas när jordtester utförs

(Bergström m.fl., 2007).

3.1 Egenskaper

Fosfor har inte samma flyktiga egenskaper som kväve utan det är till största delen med

vattnets väg som detta grundämnes förluster sker. Förlusterna sker ofta när vattenflödena är

höga och vid sporadiska tillfällen. Fosfortransporterna kan ske som ortofosfater i löst form,

som kolloider och lerpartiklar samt i form av organiska föreningar och aggregat. Vid ett pH

mellan 6,5 och 7,5 är fosfor bäst växttillgänglig, något som försämras vid högre och lägre

värden. Växtligheten på åkrarna tar upp en mängd av grundämnet och en del når marken

igen genom skörderesterna. Markens innehåll av växttillgänglig fosfor nämns som markens

P-AL-tal, något som kan höjas om stallgödsel och mineralgödsel placeras på marken. En

sådan tillförsel fungerar också som en kompensation för det fosfor som forslats bort från

åkern (Malgeryd m.fl., 2008). En låg fosfortillgänglighet begränsar ofta

jordbruksproduktionen och det kan därför finnas ett behov av att utveckla växter som frodas

vid låga nivåer av näringsämnet i marken. Ett sådant behov kan vara som mest betydande i

länder som har en begränsad tillgång till jordförbättringsmedel. Åtgärder för att utveckla

växter som utnyttjar fosforn mer effektivt kan vara en förändring av rötternas tillväxt och

utformning eller en påverkan av rötternas utsöndring. Strategier för att förbättra

mineraliseringen eller desorptionen av fosfor från marker där fosforn är svårtillgänglig är

också en metod (Richardson m. fl., 2011).

3.2 Fosforformer

Den största andelen fosfor påträffas i bunden form (Malgeryd m.fl., 2008) och enligt

Bergström m.fl. (2007) förekommer fosfor som fosfatjoner om den är organiskt eller

oorganiskt bunden. Partikelbunden fosfor, mineralgödsel och stallgödsel ger upphov till olika

sammansättningar på fosforformerna (Ekstrand m.fl., 2011) och förekomsten av olika

fosforformer beror på markstrukturen och partikelstrukturen i jorden. Markens organiska

materials innehåll av fosfor påverkas av olika komponenter, varav en är utgångsmaterial som

förna och rester från skörden. Andra viktiga faktorer är de processer som har en inverkan på

den extracellulära fosformineraliseringen. Dessa processer har även betydelse för den

organiska och oorganiska fosforfördelningen i markvattnet och i jordens fasta fas.

Mineraliseringen av fosfor och produktionen av enzymer kan hämmas om tillgången till

assimilerbart kol och kväve är avgränsad. Det är med andra ord en komponent som kan

gränssätta nybildningen av fosfatas genom mikrobiell syntes. Relationen mellan löst och

bunden fosfor påverkas av de markhydrologiska egenskaperna, vilka är olika för olika

jordartsklasser. Fosfor som är organiskt bundet omvandlas till oorganiskt fosfor vid lagring i

anaeroba miljöer (Bergström m.fl., 2007).

9

3.2.1 Partikulär fosfor

Fosfor kan bindas av +3Fe men inte av +2Fe . Trevärdig fosfor omvandlas till tvåvärdigt fosfor

om vattnets koncentration av syre blir för låg, vilket resulterar i att den partikelbundna

fosforn kan frigöras. Det här kan inträffa vid ett lågt vattenflöde (Börling, 2010). De flesta

fosforformerna påträffas i form av partiklar i sediment och i material som sedimenterat

(Ekstrand m.fl., 2011). Ur en direkt synvinkel är den fosfor som är bunden till partiklar enligt

Bergström m.fl. (2007) i en avgränsad utsträckning endast tillgänglig för vattenlevande alger.

En minskning av den partikulära fosforhalten kan bero på en minskning av antalet betesdjur

och en minskad fosforbelastning till marken.

3.2.2 Löst fosfor

Bergström m.fl. (2007) nämner att löst organiskt fosfor har förkortningen DOP och andelen

löst, reaktiv fosfor av totalfosforn varierar beroende på områdets egenskaper. Jorderosion är

en aspekt och det kan särskilt förekomma i jordar med mjäla och lera. En annan aspekt är

läckage av löst reaktiv fosfor. Malgeryd m.fl. (2008) omtalar att medelvärdet för den lösta,

reaktiva fosforförlusten från åkermark i Sverige är 45 % där andelen varierar mellan 20 och

85 %. En minskning av löst reaktivt fosfor kan enligt Bergström m. fl. (2007) bero på låga

vattenflöden och att de enskilda avloppen förbättrats. Om fosforgödseln kombisås ger det

färre tillfällen där den lösta reaktiva fosforn kan förekomma i höga halter.

3.2.3 Organiskt bunden fosfor

Markens totala innehåll av fosfor består till den största delen av organiskt bunden fosfor. En

betydelsefull källa för växtnäring kan vara mikrobiellt bunden fosfor eftersom den

beståndsdelen har en snabbare omsättning jämfört med andra former av fosfor. Vid

förekomst av organiskt material frigörs fosfor som är bundet till +3Fe under anaeroba

förhållanden och det sker därmed en reduktion till +2Fe . Väsentliga fosfatmängder hamnar i

lösning genom reduktionen vilket är betydelsefullt för eutrofierade vattendrags

sedimentbottnar och vid odlingen av ris. En viktig aspekt är återföringen av fosfor genom

skörderester. Utlakningen av den totala lösta fosforn från en markbit kan till stor del bestå av

löst organisk fosfor, något som särskilt gäller vid områden som består av gräs. (Bergström

m.fl., 2007)

Mikroorganismer kan ta upp organiskt fosfor direkt men det kan också omvandlas till

oorganiskt fosfat genom reaktioner där enzymer inverkar. Organiskt bunden fosfor

förekommer som oxiderade fosfatgrupper genom vilka esterbindningar är bundna till

organiska molekyler. Svavel och organiskt bundet kväve förekommer främst som kemiskt

reducerade former, såsom i sulfhydrylgrupper och i aminosyrornas aminogrupper.

Fosfatestrar kan delas in i monoestrar, diestrar och inositolfosfater. En inositolfosfat är

fytinsyra, tre exempel på disestrar är DNA, RNA samt fosfolipider och två monoestrar är

sockerfosfater och mononukleotider. Varje fosfatgrupp sitter samman med en esterbindning i

inositolfosfater och monoestrar, men bindningsställena är två i diestrar. Antalet

fosfatgrupper kan variera från en till sex per molekyl i monoestrar och inositolfosfater.

10

Markens organiska fosfor består främst av insitolfosfater. Fosfatjoner kan frigöras genom att

särskilda enzymer klyver esterbindningarna. Det handlar främst om −242 POH och −

42 POH i

åkermarkens pH-värden. Omvandlingen till fria fosfatjoner från organiskt bundet fosfat sker

genom en produktion av de styrande enzymerna fosfataser, vilka genom växtrötter, bakterier

och svampar avges till den intilliggande omgivningen. I och med att de är effektiva och

existerar utanför rot- och mikroorganismcellerna benämns de som exo- enzymer.

Fosfomonoesteraser, fosfodiesteraser och fytaser är de grupper som dessa enzymer

huvudsakligen delas in i, och namnen grundas på den fosfatestertyp som de fokuserar på. Vid

en minskad mängd lättillgängliga fosfatjoner ökar enzymernas aktivitet. Vid gödsling med

fosfatgödselmedel ökar fosfatjonsmängden och enzymaktiviteten minskar därmed.

(Bergström m.fl., 2007)

Den största delen av den organiskt bundna fosforn blir ur ett längre tidsperspektiv

biotillgänglig ifall den återfinns i vattenmiljöer eftersom den då mineraliseras i sedimenten

eller vattenpelaren. Fosforn fastläggs i sedimenten om den är bunden till aluminium eller

kalcium. Fosforn som är bunden till järnoxider frigörs i eutrofierade sjöar med brist på

syrgas, något som medverkar till en ökad eutrofiering (Ekstrand m.fl., 2011). Torrent m.fl.

(2007) beskriver att vattendragen i Sydeuropa i en allt högre utbredning drabbats av

eutrofiering som bland annat orsakats av att en större del av landytan är konstbevattnad, att

små geografiska områden i större utsträckning används till tät djurproduktion och en ökad

användningsgrad av mineralgödsel. För att minska eutrofieringsproblemen är det

betydelsefullt med väl utvecklade jordbruksmetoder.

3.2.4 Oorganiskt bunden fosfor

Oorganiskt fosfor återfinns oftast i ett tillstånd där den är adsorberad till joner som finns på

markpartiklars yta eller i ett utfällt tillstånd. Anledningen är att den oorganiska fosforn

huvudsakligen är bunden till kalciumjoner, aluminiumjoner och järnjoner (Malgeryd m.fl.,

2008). Den fasta fosforn är utfälld i kalcium- eller magnesiumfosfater. Tillgängligheten av

dessa för växten beror på deras upplösning i marken. Affiniteten är stark mellan anjonen och

katjonerna trevärdigt järn, trevärdigt aluminium och tvåvärdigt kalcium. Markförrådet av

oorganisk fosfor utgörs av de olika bindningsformerna och dessa katjoner är verksamma när

fosfor fälls ut och adsorberas på partiklar i marken. Den främsta delen av oorganiska fosfater

i markförrådet påträffas som starkt adsorberade till järnoxider och aluminiumoxider, och en

liten del återfinns i en instabil adsorption och i marklösningen. Det finns likheter mellan

utfällningen och adsorptionen eftersom båda bindningsformerna har

jämviktskoncentrationer i lösningen och en stabilitet som påminner om varandra (Bergström

m.fl., 2007).

3.3 Funktioner

Fosfater innehar flera livsnödvändiga funktioner och en av dessa är att vara mellanhand vid

energilagring genom fosfater som är mindre energirika, till exempel adenosintrifosfat (ATP).

En annan funktion är att förvara och förmedla genetisk och biologisk information genom att i

11

nukleinsyrorna fungera som strukturelement. En tredje funktion är att i biologiska

buffertsystem fungera som komponent, och en fjärde funktion är att i form av fosfatgrupper

tillföra negativa laddningar till proteiner och på så sätt ändra dess egenskaper. En femte

funktion är att förändra egenskaperna hos kolhydrater. Den sjätte funktionen innebär att i

formen som hydroxiapatit vara en del i ryggradsdjurs ben och tänder samt i kräftdjurs och

musslors skal. Nerv- och muskelfunktioner, fotosyntes och respiration är också beroende av

fosfater. Översiktligt sker utbytet av fosfor hos en vuxen människa med 2 g/dygn.

(Nationalencyklopedin, 2012a)

Fosfor är ofta bristfälligt hos växter vilket resulterar i den konstgjorda näringstillförseln, och

fosforföreningarna transfereras sedan till djur och människor. I fosforns kretslopp ingår det

inte några föreningar i gasform, utan baseras istället på två biologiska kretslopp som är

baserade på vatten respektive land. Ett geologiskt -organiskt kretslopp binder samman dessa.

(Nationalencyklopedin, 2012a)

3.4 Förluster

Inflöden och utflöden i fosforsystemet på åkermarken bör vara balanserade genom att

mängden tillsatt fosfor kontrolleras, för att på så sätt undvika oantaglig ackumulering och

eller att marken armas ut. Genom detta kan även betryggande skördenivåer nås.

Fosforförlusterna sker ofta samlade i korta tidsperioder vilket gör att stora förluster kan ske

trots att det finns en jämvikt mellan in- och utflödena. För att undvika detta bör mycket

fokusering vara placerad på spridningsmetoder och tidpunkter för tillförseln, mycket av detta

är bestämt genom regleringar. En av dessa bestämmelser är inriktad på

snösmältningsperioden, eftersom det är en tidpunkt då näringsämnen riskerar att

transporteras på fryst mark. För en jämnare infiltration och därmed ett lägre fosforläckage är

dränering en effektiv metod, och det gynnar också jordbruksproduktionen. Metoden utgör

samtidigt en risk för att höja halterna av partikulärt fosfor och suspenderat material i

recipienten eftersom vattnet som avleds direkt förs till recipienten. Höga koncentrationer av

löst reaktiv fosfor kan särskilt under sommaren vara orsakad av enskilda avlopp (Bergström

m. fl., 2007). Enligt Torrent m.fl. (2007) är fosforförlusterna via dräneringsvattnet är störst

på de platser där det finns en hög djurtäthet eller i konstbevattnade områden. I många fall

kan fosforförlusterna via just dräneringsvattnet vara högre än de förluster som ytavrinning

ger. Förlusterna via det ytavrinnande vattnet sker i form av partikulärt fosfor eller löst

reaktivt fosfor som ofta orsakas av de vanligt förekommande skyfallen, något som också

medför en ökad erosion.

3.5 Gödselmedel

Det finns lagstiftning som vägleder när gödsling får ske, i vilka områden och huruvida den

måste brukas ner (Malgeryd m.fl., 2008). Ofta är spridningen av flytgödsel reglerad och är

hårdare satta vid kustnära områden. Fosforförråden i mark minskar om det sker en

minskning av mineralgödslingen. Det förekommer både organiskt och oorganiskt fosfor i

12

stallgödsel men främst som oorganiskt i flytgödsel (Bergström m.fl., 2007). Enligt Torrent

m.fl. (2007) tillförs i Sydeuropa i överlag mer fosforbaserade gödselmedel än vad som förs

därifrån, men skillnaderna i överskott och underskott är stora mellan olika områden.

3.5.1 Superfosfat och trippelfosfat

Super- och trippelfosfat som har en diameter på 2- 4 mm är ekvivalenta med att lättlösliga

kalciumfosfater löses upp i marken. Gödselkornets omgivning får därmed höga

koncentrationer av fosfater, halten är högre än adsorptionskapaciteten i ett område på upp

till en centimeter från gödselkornet, och detta benämns som en fosformättad zon. En liten del

av den lösta gödselfosfaten fastläggs i den zonen, huvudsakligen som utfällningar som

amorfa järn- och aluminiumfosfater. I den omättade zonen, vilket är namnet på marken som

är mer än en centimeter bort från gödselkornet, och sorptionen för fosforfastläggningen får

en större väsentlighet när avståndet är tre till fyra centimeter. Växttillgängligheten av

gödselfosfor är största i den omättade zonen. (Bergström m.fl., 2007)

3.5.2 Stallgödsel, flytgödsel och handelsgödsel

Den mest betydande faktorn för att stallgödselns Ca/Mg- fosfater ska kunna lösas upp är pH-

värdet, lösligheten ökar vid ett lägre pH. I stall- och flytgödsel som lagrats anaerobt är

mängden ammoniumjoner betydelsefulla för en viktig faktor för fosfortillgängligheten är ett

lägre pH genom nitrifikation. Det är som ammoniumkväve som hälften av totalkvävet oftast

förekommer och organiskt kväve mineraliseras till ammoniumjoner. Genom att

markpartiklar och löst oorganiskt fosfor reagerar kan olösliga järn- och aluminiumföreningar

skapas, och det kan också ske ett växtupptag eller bindning till organiskt material. I en

försurad rotnära miljö kan upptagandet av fosfor också eggas genom den protonutsöndring

som växtupptagandet av ammoniumjoner resulterar i (Bergström m.fl., 2007). Markens

kväveförråd kan användas till att förse jordbruksmarker med näring, men externt kväve

behöver ofta tillföras eftersom detta förråd i många fall inte är tillräckligt för en

tillfredsställande skörd. Två exempel på externa kvävekällor är mineralgödselkväve som

förses på odlingsmarken samt att frilevande kvävefixerande organismer och baljväxter

fixeras. En annan växttillgänglig extern kvävekälla är stallgödsel. Det tillför näringsämnen på

platsen men ger inte något tillskott av kväve till det fullständiga jordbruksekosystemet.

Stallgödseltillgången och den geografiska positionen är ofta betydande faktorer för

kvävetillförseln (Malgeryd m.fl., 2008) och halten är 0,8-2,0 kg fosfor/ton i svins, hästars

och nötkreaturs stallgödse (Nationalencyklopedin, 2012c). I handelsgödselmedel som

används i växthus kan kaliumfosfater användas, likaså kalciumfosfater är ett

handelsgödselmedel, men i mer allmänna gödselmedel används främst ammoniumfosfater

(Nationalencyklopedin, 2012b). I handelsgödslingsmedel är det också vanligt att kväve och

kalium finns med som beståndsdelar. Tillförseln av kadmium har dock minskat till svenska

åkermarker eftersom tungmetallen har begränsats i oorganiska gödselmedlen

(Nationalencyklopedin, 2012c).

13

3.5.3 Förrådsgödsling och fosforbrist

Grundämnet i fosforgödsling förekommer i form av fosfater och kan placeras på åkermarker

med en planering så att det tillför näringsämnen till marken under flera år. Metoden

benämns förrådsgödsling men vid ett sådant förfarandesätt kan resultatet bli att fosforn

fastläggs och därmed upphör att bli tillgänglig för grödorna, i de fall som marken är starkt

sur eller basisk. Vid sådana jordar bör näringsämnen företrädelsevis tillföras för ett år åt

gången. Kännetecken för växter som har en brist på fosfor är att deras blad är blåvioletta eller

mörkgröna, och till utseendet även småväxta, stela, smala och uppåtstående. Oljeväxter och

stråsäd har inte ett lika stort behov av fosfor som potatis, rotfrukter och ärtor men

sockerbetor kräver ofta att grundämnet är lättillgängligt. 20-40 kg fosfor/ha är den mängd

som växterna normalt tar upp, och mängden som behövs bestäms genom markkartering.

Olika jordarter kan avge fosfor genom förvittring men de flesta jordar i Sverige har brist på

fosfor. (Nationalencyklopedin, 2012c)

3.6 Fosforförluster

Infiltration, ytavrinning, makroporflöde, översvämningar och vattenerosion är olika aspekter

som är betydande för fosforförflyttningen till vattendragen från åkermarken enligt Ahlström

& Wedding (2010). Transportprocesserna via översvämningar, ytavrinning och vattenerosion

är troligen mest verksamma under korta och intensiva flöden, men det finns en risk för att

dessa förbises genom stickprovstagningar. Transporten av fosfor till ytvatten rubriceras

emellanåt som att ”90 % av fosforförlusterna kommer från 10 % av arealen under 1 % av

tiden” (s. 11). Fosforformerna som medverkar till eutrofieringen beror på

växttillgängligheten. Vissa lösta organiska fosfater samt löst fosfor är tillgängliga direkt

biologiskt och i dräneringsvatten kan fosforns växttillgänglighet befinna sig mellan 0 och 58

%. Tillgängligheten kan vara 5 % för fosfor i partikelform, men för samma fosforform kan den

vara 20 % ifall det handlar om ren ytjord.

Förhållanden i väderleken och förutsättningar i geografin påverkar de kemiska och fysiska

processerna som styr de olika transportsätten. Till exempel påverkas kapaciteten till

infiltration i marken vid tjäle, förändring av aggregatstabilitet i jorden vid tjällossning samt

från växtmassan utfryst fosfat. (Ahlström & Wedding, 2010)

En åtgärd som syftar till att minska fosforläckaget kan resultera i att läckaget ökar via en

annan process. Till exempel kan sedimentationen av yteroderad jord öka genom att

vegetationsrika skyddszoner anläggs, men denna åtgärd kan orsaka en större risk för

utfrysning av fosfat från växtmassa. Genom markprofilen sker transporterna genom

infiltration och makroporflöde. Om grödorna då direktsås leder det till en reducerad plöjning

och ett skydd mot vattenerosion, men kan samtidigt öka fosfortransporten genom

markprofilen eftersom förekomsten av makroporer ökar. (Ahlström & Wedding, 2010)

14

3.6.1 Områden och jordtyper

En agronomisk jordanalys som grundas på extraktion med surt ammonium laktat (P-AL)

används för att fastlägga den lösta fosforkoncentrationen i Skandinavien där markerna i

överlag är sura. Kalkrika jordar löser upp kalciumbunden fosfor. Andelen löst, reaktiv fosfor

av totalfosforn varierar beroende på områdets egenskaper. Jorderosion är en aspekt och det

kan särskilt förekomma i jordar med mjäla och lera. En annan aspekt är läckage av löst

reaktiv fosfor Ju högre halter lera och organiskt material i jorden desto högre är

fosforhalterna. (Bergström m.fl., 2007)

Lerjordar De jordtyper som ger de mest omfattande fosforförlusterna genom ytavrinning är lerjordar

och mjälajordar. Partiklarna i lerjordar påträffas i de flesta fall i aggregatformer vilket

minskar risken för erosion. Aggregaten kan sönderdelas till mindre former och det kan då ske

en uppslamning av partiklarna. Det kan resultera i att rinnande vatten förflyttar

lerpartiklarna långa sträckor. Faktorer som orsakar sönderdelningen av aggregaten kan vara

en försämrad markstruktur genom saltade vägbanor, hagar som trampats upp eller

otillräckligt dränerad jord. Strukturkalkningar gynnar aggregatens stabilitet, det gör också en

ökad mängd organiskt material. Mjälajordar har en större känslighet mot erosion än

lerjordar och partiklarna avskiljs lätt i vatten (Börling, 2010). Överlag läcker lerjordar mer

fosfor än lätta jordar (Stjernman Forsberg m.fl., 2011).

På lerjordar utgörs kväveöverskottet främst genom denitrifikation. Utlakningsförlusterna kan

vara stora vid en nedåtriktad vattenström parallellt med en mark med ett högt kväveinnehåll.

Denitrifikationen kan vara hög om marken är vattenmättad och odlingsåtgärder bör vidtas så

att marken har ett lågt innehåll av kväve efter skörd. En fortsatt begränsning av

jordbearbetningen kan ge en begränsning av den fortsatta frigörelsen av kväve, och växterna

kan ta upp en del av näringsämnet som frigjorts ifall marken är bevuxen under höst- och eller

vintermånaderna. Milda vintrar och en hög nederbörd ger en mer fullständig utlakning och

processen ökar också om andelen grova partiklar i jorden är hög. (Malgeryd m.fl., 2008)

3.6.2 Ytavrinning

Ytavrinning, se fig. 1., kan förekomma då jordens infiltrationskapacitet understiger

nederbördsintensiteten, något som benämns som Hortons ytavrinning. Intensiva åskregn är

ett exempel på när det kan uppstå. Ytavrinning kan också förekomma då infiltration är

omöjlig, vilket namnges som mättad ytavrinning. Det kan uppstå om det finns tjäle i marken

eller när grundvattenytan når upp till markytan, något som kan orsakas av långvariga

regnperioder eller smältning av snö på mark som är tjälad (Ahlström & Wedding, 2010).

15

Fig. 1. Ytavrinning. (Foto: Patrik Andersson)

Det är något som ökar förlusterna av fosfor och förlusterna ökar ytterligare ifall senhösten

eller vintern används för stallgödselspridning. Fosfor som är löst eller partikelbunden kan

snabbt föras ner i marken med vattnet ifall den frusna marken innehåller luftfyllda

makroporer. Det ökar också förlusterna, särskilt genom utlakning (Bergström m.fl., 2007).

Lösgöring, transportering och deponering av partiklar genom ytavrinning beror till största

delen på vattnets hastighet, något som påverkas av flödesmäktigheten. Den mäktigheten

grundas på sluttningens lutning, hinder såsom vegetation, tillrinningsområdets

jordförhållanden och storleken på tillrinningsområdets. Ytavspolning kan uppstå av

ytavrinning, och detta koncentreras ofta till rännilar. I rännilarna transporteras den största

delen av det eroderade materialet från jordspolningen och rännilarna. En kraftigare erosion

kan uppkomma om rännilarna ansamlas till svackor, vilket benämns som temporär

ravinerosion. Rännilarnas position, och därmed rännilserosionen, kan variera i landområdet

till skillnad från den temporära erosionen som i de flesta fall återfinns i samma nivåer.

Sedimenterad jord kan därmed föras vidare när ytavrinningen uppkommer igen (Ahlström &

Wedding, 2010) och det finns ett proportionellt samband mellan jorden som eroderat och

ytavrinningen (Otero m.fl., 2011). Landskapselement, brukningsmetoder och andra faktorer

som påverkar ytavrinningens passage genom området grundar för när och var ytavrinningen

kan förekomma. Andra faktorer som har en betydande påverkan är markegenskaper, klimat,

markvegetation, dräneringsförekomst och topografi (Ahlström & Wedding, 2010), fenomenet

inträffar inte särskilt ofta på sandjordar (Almqvist & Arwidsson, 2010).

Från skörden till tidpunkten på våren då grödorna börjar växa till är en period då

täckningsgraden är låg på åkermarken eller då det helt saknas ett växttäcke. Jorden kan

därför bli vattenmättad genom en kombination av tjäle och hastig snösmältning eller av

långvariga regn (Ahlström & Wedding, 2010). Upp till 90 % av mängden sedimenterat

material i bäckar kan komma från bankerosion i diken, de resterande procenten når

vattendraget genom erosion från jordens ytavrinning (Ekstrand m.fl., 2011). Kraftiga regn

16

och snösmältning kan resultera i att fosfor desorperas från jorden och växterna som material

bidrar också till högre fosforhalter. Om växternas celler skadats, vilket de kan göra vid till

exempel frysning, ger det speciellt högre koncentrationer (Bergström m.fl., 2007). Tillfällena

med temporär ravinerosion och rännilserosion kan återkomma med årslånga mellanrum,

men kan trots allt ha en inverkan på den totala fosfortransporten ur årliga perspektiv.

Vattenerosionen grundas starkt på höjdskillnader och form i landområdet. Det ytavrinnande

vattnets ansamling i svackor som är konkava, dess passage vid konvexa sluttningar, en hög

lutning samt en lång längd på sluttningen är alla faktorer som bidrar till att förmågan till

erodering ökar. Primärpartiklars och aggregats lösgöring samt deras transportförmågor är

betydande för markens benägenhet att erodera. I jordar där kapaciteten för infiltration är låg,

såsom i lerjordar, ökar benägenheten till ytavrinning. Rännilar bör jämföras med

punktkällor, ett dagflöde från en sådan plats motsvarar ett reningsverks fosforutsläpp under

ett år där antalet personekvivalenter är 200- 400 st. Fosfortransporten kan vara stor i

rännilar, ett dagflöde från en rännil motsvarar förlusten av fosfor från åkermark på 10 ha

(Ahlström & Wedding, 2010).

P- index Den relativa risken för transorter av fosfor från åkermark kan beskrivas med ett P- index.

Indata för olika faktorer som kan innebära en risk slås samman till ett värde för ett visst

område, och utifrån det kan åtgärder föreslås för att minska förlusterna. Innehållet av fosfor i

jorden, varje transportprocess intensitet samt den lösgjorda fosforns möjligheter att föras till

vattendraget är faktorer vars betydelser värderas. Faktorerna benämns som källa,

mobiliseringsmöjligheter samt transportmöjligheter. Infiltration, makroporflöde, ytavrinning

och vattenerosion ingår i det svenska P- indexet som transportprocesser. (Ahlström &

Wedding, 2010)

3.6.3 Erosion

Mängden näringsämnen från jordbruksområden minskar också genom erosion, ett begrepp

som inkluderar vinderosion, vattenerosion, erosion genom bearbetning av marken samt

erosion genom partiklar som fastnat vid grödor som skördas. En illustration av begreppet

visas i fig. 2. 4 % av den totala europeiska landytan är drabbad av vinderosion och 12 % av

vattenerosion. Vinderosion förekommer främst på sandjordar, särskilt utsatt är ett stråk från

södra England till Polen, genom Danmark, Nederländerna och norra delen av Tyskland.

Inträffandet av vattenerosion beror mängden och fördelningen av regn samt markens

lutningslängd och lutningsgrad. Förhållandena med vattenerosion påträffas främst i

Grekland, västra Italien och södra Spanien. (Schröder m.fl.,2011)

Erosionen är som högst under avrinningens första tid i samband med kraftiga regn, men

minskar sedan trots en hög avrinning. Händelsen sker huvudsakligen under hösten och

skulle kunna bero på att andelen material på jordytan är större under avrinningens början.

Partikelinnehållet i vattnet är därmed lägre under det fortsatta frånflödet (Börling, 2010).

Vid lågflöden och medelflöden ansamlas fosfor på dikessidorna och i dikesbotten, men detta

sediment eroderar vid kraftiga flöden. Det är en orsak till höga fosforhalter vid höga flöden.

Upp till 90 % av mängden sedimenterat material i bäckar kan komma från bankerosion i

diken, de resterande procenten når vattendraget genom erosion från jordens ytavrinning

17

(Ekstrand m.fl., 2011). Tining gemensamt med frekvent frysning kan vara konsekvenser av

växthuseffekten, något som också kan ha påverkan på förlusterna av fosfor, och risken för

erosion ökar även genom detta (Bergström m.fl., 2007). För att minska erosionsrisken bör

växtligheten enligt Schröder m.fl. (2011) få vara kvar efter skörd, en så låg bearbetning som

möjligt bör ske av jorden och marken kan också ställas om till skog- eller gräsmark.

Markkvaliteten är betydelsefull för att den befintliga fosforn ska vara tillgänglig för växterna.

Marken behöver till exempel ha rätt pH, inkludera organiskt material och ha ett skydd mot

störningar. Bechmann m.fl. (2009) beskriver att norska områden där risken för erosion

visade sig vara störst var marker som antingen höstbearbetades eller som bearbetades under

hösten och som sedan höstsåddes. Lutning och jordart inverkar också på risken. Erosionen

minskar genom fånggrödor vilket därmed minskar förlusterna av fosfor, men näringsämnet

kan frigöras under vintern ifall växterna fryser.

3.6.4 Makroporflöde

Vattnet kan i princip inte tränga igenom marken ifall den fryst med hög vattenmättnad eller

vattenhalt. Mängden ytavrinnande vatten blir därför stor i samband med smältvatten eller

nederbörd i form av regn under vintern. Det är något som ökar förlusterna av fosfor, något

som ökar ifall senhösten eller vintern används för stallgödselspridning. Fosfor som är löst

eller partikelbunden kan snabbt föras ner i marken med vattnet ifall den frusna marken

innehåller luftfyllda makroporer. Det ökar också förlusterna, särskilt genom utlakning

(Bergström m.fl., 2007). Fosforn kan lakas ur genom vattnet som förs till

dräneringsledningarna efter att ha passerat genom markprofilen. Vattnet kan forslas mellan

lerjordars aggregat i speciella kanaler, vilka benämns makroporer. Det kan vara en stor

mängd löst fosfor som transporteras till dräneringssystemet ifall flödet genom makroporerna

är högt. Detsamma kan ske om marken är vattenmättad. När vattnet först passerar genom

markprofilen kan även inre erosion uppstå, vilket innebär att partikelbunden fosfor och

partiklar i stor omfattning sköljs med. (Börling, 2010)

3.6.5 Lämnade växtrester och växtnäringspooler

Om skörderester lämnas på åkermarken ger det en betydelsefull minskning av fosforförluster

genom ytavrinning, men om de fryses sönder fungerar de istället som en fosforkälla

(Ekstrand m.fl., 2011). Tining gemensamt med frekvent frysning kan vara konsekvenser av

växthuseffekten, något som kan ha påverkan på förlusterna av fosfor, och risken för erosion

ökar också genom detta. Kraftiga regn och snösmältning kan resultera i att fosfor desorperas

från jorden och växterna som material bidrar också till högre fosforhalter. Om växternas

celler skadats, vilket de kan göra vid till exempel frysning, ger det speciellt högre

koncentrationer (Bergström m.fl., 2007). Växtnäringspooler i marken kan bidra till

fosforläckage medan ökade ytor för bete och träda kan ge en reducering (Ekstrand m.fl.,

2011).

18

4 ÅTGÄRDER FÖR ATT MINSKA NÄRINGSFÖRLUSTER

Svårigheterna med eutrofiering i Östersjön är en bidragande faktor till fokuseringen på

förlusterna av fosfor från jordbruksmark (Ahlström & Wedding, 2010). Av de antropogena

näringsämnen som påträffas i norska älvar härstammar 30 % av fosforn och 50 % av kvävet

från jordbruket (Bechmann m.fl., 2009). En aspekt för att minska förlusterna av fosfor från

åkermarken är en anpassning av den tillförda fosforn. En annan aspekt är en fokusering på

en minskad bortforsling av tillförd fosfor. En tredje aspekt är en uppfångning av

näringsämnet som antingen nalkas lämna marken eller som har transporterats därifrån.

Växtnäringsbalanser, markkarteringar och gödselplaner är olika exempel på

tillförselanpassningen. Att främja markstrukturen, planera skyddsavstånd, täcka över

gödseln och undvika en packning av marken är olika åtgärder för att minska transporterna av

fosfor från åkermarken (Börling, 2010). Förebyggande åtgärder för att minska förlusterna av

fosfor är effektiv produktion, anpassad fosforgödsling, kombisådd, reducerad

jordbearbetning, minskad markpackning, jordbearbetning vid rätt tidpunkt,

växtplatsanpassad odling, anpassad utfodring, tillsats av gips till flytgödsel, spridning av

stallgödsel och mineralgödsel vid rätt tidpunkt, tillräcklig lagringskapacitet för stallgödsel,

myllning/nedbrukning av stallgödsel och mineralgödsel, skyddsavstånd vid gödselspridning

och jordbearbetning, höst- och vinterbevuxen mark, nedbrukning av gröngödslings- och

fånggrödor med rätt teknik, ändrad grödfördelning, strukturkalkning samt spridning av gips

på åkermark. Åtgärder som har som syfte att bromsa upp fosforns rörelser är kalkfilterdiken,

konturplöjning, skyddszoner längs vattendrag, behovsanpassade skyddszoner, minskad

användning av vägsalt/skyddszoner längs saltade vägar, reglerbar dränering, leca- filter i

dräneringssystemet, sedimentationsdammar, vårmarker samt leca- filter efter en våtmark

(Malgeryd m.fl., 2008).

Sedan 1980- talets slut har åtgärder för att minska förlusterna av fosfor,

jordpartikelöverföringen och erosionen av mark givits fokus i det norska jordbruket. En av de

främsta anledningarna till fokuseringen är de negativa effekterna som påvisats i ytvattnet i

inlandet. De mest betydelsefulla fosforförlusterna från åkermarker i Norge kommer från just

markerosion, och de flesta av dessa områden har en låt täthet av djur eftersom de främst

används för spannmål. Ekonomiska bistånd tilldelades under särskilt 1990- talet med syfte

att minska fosforkällorna från jordbruket. Praktiska åtgärder som utfördes var en ökad

planering av näringsämnen som tillfördes åkermarken, en minskad bearbetning av marken

under hösten, fler gräsbevuxna vattendrag och en ökad andel skyddszoner. Översiktliga

resultat är att det under perioden 1991- 2001 skett en 25- procentig minskning av andelen

åkermark som plöjs. Speciellt i områden som har en hög djurtäthet har de fosforbaserade

gödselmedlen minskad med 60 %. Av den totala mängden gödsel tillfördes 2002 80 % i

samband med vårbruket. (Bechmann & Stålnacke, 2005)

4.1 Sedimentationsdammar

Dammar som samlar upp fosfor är en metod för att greppa fosforn som lämnat

odlingsmarken, se fig. 2. Dammen bör placeras där vattendragen är hårt belastade och

19

metoden är mest effektiv om det ingående vattnet har höga näringshalter (Malgeryd m.fl.,

2008).

Fig. 2. Sedimentationsdamm. (Foto: Robert Ström)

Dammarna påminner i många fall om våtmarker och ska anläggas nära det område som har

höga förluster av fosfor. De ska uppföras i avrinningsområdets tidigaste delar, och

placeringen kan vara längs med eller i ett dike som redan existerar. Mängden vatten som

transporteras till dammen är ofta liten eftersom tillrinningsområdet är litet. Skillnaden

mellan dessa dammar och vanliga våtmarker är att våtmarker huvudsakligen fokuserar på en

ökning av den biologiska mångfalden och att reducera kvävemängden. Våtmarker är ofta

placerade i anslutning till större vattendrag eller sjöar, de är inte särskilt djupa men har en

stor yta. Vattenmängden som når våtmarken är vanligtvis stor med anledning av ett stort

tillrinningsområde. Till dammen bör det alltid finnas ett flöde eftersom den inte längre är

funktionerbar vid uttorkning. Jord som innehåller mycket fosfor ska forslas bort från botten

när dammen anläggs, annars kan näringsämnet lösas ut och dammen bidrar därmed istället

med fosfor (Börling, 2010). Fosfor som tagits upp av växtligheten i dammar frigörs när de

vissnar och bryts ner (Malgeryd m.fl., 2008). En damm som är stor jämfört med

avrinningsområdets area ger i de flesta fall en högre reningseffekt, men bör som minst vara

0,1- 0,5 % av tillrinningsområdets yta. Dammstorleken bör vara större i erosionskänsliga

områden i och med att en större mängd partiklar då når dammen (Börling, 2010).

Fosforavskiljning kan ske i våtmarker eller dammar där det främsta skeendet är

partikelsedimentation. Det här är en åtgärd som kan minska eutrofieringen och sedimentet

ska föras bort från dammen för att partiklarna inte ska frigöras i dammen igen. Materialet är

mycket näringsrikt och kan användas som ett jordförbättringsmedel på åkermarker. De mest

effektiva dammarna har visat sig vara grunda dammar i små bäckar med vegetation som

täcker en stor yta. Dammarna kan resultera i att marken torkar senare på våren samt en

20

försumpning eftersom förutsättningarna för avrinning kan påverkas till det negativa.

Konsekvenserna av dammanläggningar kan också bli en förhöjd grundvattennivå. Mängden

vatten som innehåller en låg andel fosfor ökar om tillrinningen utgörs av grundvattnet, något

som bör undvikas. Det kan inträffa om endast schaktning tillämpas som anläggningsmetod.

Sedimentation och växtupptag men särskilt denitrifikation är de faktorer som kan minska

kvävemängden i dammarna. Av den totala kvävetillförseln kan mellan 3 och 15 % renas i

dammarna. Anledningen är att kväve på bästa sätt renas i stora och grunda våtmarker som

har en god tillgång på solljus, men dammarna är för det mesta små till ytan. (Börling, 2010)

Upp till 90 % av mängden sedimenterat material i bäckar kan komma från bankerosion i

diken, de resterande procenten når vattendraget genom erosion från jordens ytavrinning. För

att förhindra bankerosionen kan just dikesdammar anläggas, och en väsentlig del av den

lösta fosforn kan reduceras om filterbrunnar placeras nedströms dammen. Filter med

kalkbaserade material har använts med tillfredsställande resultat vid fosforavskiljning vid

enskilda avlopp. Ett pilotförsök syftade på att dammar fångade upp åkervatten, vilket leddes

genom en nedgrävd barriär där ett filter med kalkbaserade material var placerad. Resultatet

visade att fosfatfosforn i vattnet kunde reduceras med 57 %. Om materialet sprids på jorden

får växterna tillgång till den filterbundna fosforn och om vatten tillförs i form av nederbörd.

Bindningen till kalcium blir därmed svagare och pH-värdet blir lägre. Om filtrets

kalkbaserade material består av slagg kan sorptionskapaciteten återbildas under tillfällen då

materialet torrläggs, så kallade viloperioder. Den förmågan beror också på filtermaterialets

kornstorlek. Olika jordtyper har visat liknade resultat då de genomgått perioder av torrt och

fuktigt väder. Vid gruvdrift där pyrit oxideras ackumuleras järnoxihydrat i flera anläggningar

för rening. Då järnoxihydrat användes som filtrets kalkbaserade material minskade mängden

fosfor med 67 %. I konstgjorda våtmarker där markflödet är vågrätt kan fosforsorbenten

utgöras av skiffermaterial. Det är ett material som på ett effektivt sätt binder fosfor, och som

filterbädd reducerar det mängden löst fosfor i avloppsvatten som flutit till en våtmark.

(Ekstrand m.fl., 2011)

4.1.1 Utformning

Viktigt vid dammutformningen är att vattnet på ett jämnt sätt passerar genom hela dammen,

det får inte bildas genvägar som vattnet passerar genom. En böjd och långsam

dammutformning är att föredra då det ger en jämnare vattenspridning samt en större andel

damm på en viss yta (Börling, 2010). Ju högre flöde desto större behöver dammen vara, 1 %

av tillrinningsområdet bör motsvara dammytan. Risken för sedimentationsutsköljning

minskar vid en djup damm och omsättningstiden blir också större (Malgeryd m.fl., 2008).

Längden bör åtminstone vara dubbelt så lång som bred och kanterna ska som mest ha

lutningen 1:3 för att risken för att erosion ska minska. Dammen består av olika sektioner, där

den första delen benämns sedimentationsdelen. Det är ett djupare område och där sker

sedimentationen av grova partiklar. Dammarna har sedan en eller flera vegetationszoner och

i de grunda områdena sedimenterar mindre material och vattnet får en lägre hastighet.

Mellan vegetationszonerna kan det finnas grunda områden som utgörs av grus eller material

som är ännu grövre, och dessa kallas för översilningszoner. Mellan dammens delar kan också

trösklar placeras, vars uppgift är att minska risken för erosion mellan dammens olika delar.

21

Vattnet passerar ovanför dem och genom dem vid höga flöden, vid normala flöden enbart

genom (Börling, 2010).

Vid skyddszonsanläggning är vattnets passerande betydelsefull för hur väl fosforn reduceras.

Totalfosforn reduceras med 50 – 90 % vid ytvattenflöde, huvudsakligen genom att

partikulärt fosfor sedimenterar. Avskiljningsförmågan beror främst på hydrologin på platsen

och på markens potential till sorption. Ytavrinningen kan öka om jorden plöjs djupt men kan

samtidigt reducera flödet genom makroporerna. Retentionen för kväve är i betydande

utsträckning lägre än för fosfor i dammar och våtmarker, procenttalet för kväve är 2- 10 och

för totalfosfor 10- 31. Två dygn är den minsta rekommenderade uppehållstiden i dammar där

fokuseringen är kväve. I avrinningsområden där fosfor främst är bundet till partiklar är det

mest effektivt med våtmarker. (Ekstrand m.fl., 2011)

Sedimentationsdel Den mest betydelsefulla processen för fosforreningen är antagligen sedimentationen. 20- 30

% av dammens totala area bör utgöras av sedimentationsområdet, vilket bör vara 1- 1,5 m

djupt. I marker där risken för erosion är betydlig bör ytan som avses för sedimentation vara

både större och djupare. (Börling, 2010)

Vegetationszon Våtmarksväxter ska finnas i vegetationszonerna och dessa områden bör inte vara djupare än

0,2- 0.4 m. Växternas rötter gör att partiklarna förblir sedimenterade, och materialet sjunker

också lättare eftersom vegetationen minskar vattenflödet. De tar även upp näringsämnen

från vattnet och det de sedimenterade partiklarna, och svarar också för vattentillförseln.

(Börling, 2010)

Översilningszon Områdena för översilning ska inte anläggas som en sista del i dammen eftersom de är en

erosionsrisk vid höga flöden. Zonernas vattennivåer ska befinna sig mellan 0 och 0,1 m djup.

(Ekstrand m.fl., 2011)

Buffertzon I buffertzonen kan löst fosfor frigöras. (Ekstrand m.fl., 2011)

4.2 Skyddszoner

Om en del av åkermarken som gränsar till ett vattendrag förblir obrukad benämns området

som en skyddszon, se fig. 3. Zonen ska vara mellan sex och tjugo m bred, och området

mellan vattendraget och skyddszonen kallas för strandbrink. Vattnet ska vara vattenförande

hela året eller finnas med på den topografiska kartan för att ge rätt till miljöersättning.

22

Fig. 3. Skyddszon. (Foto: Robert Ström)

Strandbrinken rekommenderas starkt att alltid finnas då den fungerar som den lägsta

insatsen mot erosion. En strandbrinks släntlutning bör minst vara 1:2 för att minska risken

för att jord direkt rasar ner i vattnet, är den inte det bör strandbrinken fasas av så att den

rekommenderade lutningen nås. Det är förbjudet att bearbeta jorden, använda

växtskyddsmedel samt att gödsla inom skyddszonerna. Användningen av växtskydds- och

gödselmedel är också förbjuden inom så kallade skyddsavstånd, det vill säga en yta mellan

vattendraget och åkermarken. En skyddszon underlättar infiltreringen av ytvatten, något som

medför att en mindre partikelmängd når vattendraget. Det gör i sin tur att en mindre mängd

partikelbunden fosfor når vattendraget, och denna mängd minskar också eftersom växterna

kan tillgodose sig näringsämnet (Almqvist & Arwidsson, 2010). Områdena kan också

användas som gångstråk och vägar (Malgeryd m.fl., 2008).

Skyddszonen bidrar till att en mindre andel partiklar följer med vattnet genom uppslamning

eftersom växtligheten stabiliserar aggregat och fungerar partikelbindande. Skyddszoner

minskar risken för erosion och den direkta tillförseln av växtskydds- och gödselmedel till

vattnet. Genom dessa zoner ges även möjligheter för en ökad biologisk mångfald och

tillfällena för rekreation kan bli fler. Om vattendraget svämmar över är det ofta skyddszonen

som blir vattenfylld, något som är fördelaktigt i och med att en mindre mängd partiklar

riskerar att föras till vattendraget jämfört med om odlingsmarken blivit vattenfylld. Den

totala fosformängden via ytavrinningen minskar i en skyddszon med 27- 97 % och det är i

den yta som befinner sig närmast odlingsmarken som den största fosformängden fastläggs.

Zonernas växtlighet bör bortföras för att de lösta fosforförlusterna ska minska.

Fosforförlusterna från åkern till vattendrag genom ledningar kan minska ifall området runt

ytvattenbrunnen alltid är bevuxen med vegetation. Genom en tillförsel av organiskt material,

en tillräcklig dränering eller strukturkalkning förbättras aggregatstabiliteten och

markpackningen minskar. Det leder till att de förluster som en skyddszon inte hindrar kan

minskas. Ett exempel på en sådan förlust är när fosfor perkolerar ner till grundvattnet och

sedan vidare till dräneringsledningarna, vilket kan inträffa om ledningarna och

23

grundvattenytan befinner sig på samma nivå. Träd och buskar nära vattendrag bidrar till att

sänka vattnets temperatur och därmed ges en högre syrgashalt i vattnet. (Almqvist &

Arwidsson, 2010)

4.2.1 Anpassad skyddszon

Skyddszonen kan också vara belägen ute på åkermarken, men benämns då för en anpassad

skyddszon. Det kan vara svackor eller områden runt ytvattenbrunnar på odlingsmarker som

avsiktligt avses för vegetation. Anpassade skyddszoner som är placerade runt

ytvattenbrunnar minskar risken för att jordpartiklar, näringsämnen och växtskydds- och

gödselmedel transporteras till vattendrag genom ledningar (Almqvist & Arwidsson, 2010).

Områdena gynnar även den biologiska mångfalden (Malgeryd m.fl., 2008). En anpassad

skyddszon ska minst vara 0,25 ha för att miljöersättning ska beviljas (Almqvist & Arwidsson,

2010). Antalet kantzoner har på senare år också ökat (Bergström m.fl., 2007).

4.2.2 Växtarter

Grässvålen ska vara tät för att skyddszonen ska vara ett effektivt näringsfilter. Anpassade

zoner och vanliga zoner ska sås in med vallgräs blandat med vallbaljväxter eller med enbart

vallgräs. Gräset kan också sås in i en spannmålsgröda när skyddszonen upprättas. Viktigt är

dock att gräset är uthålligt och snabbt fäster sig i marken, såsom rödsvingel och ängsgröe gör.

Blandningar av gräsfrö som normalt används för betesmarker är också effektiva på

skyddszoner, och fårsvingel samt rödven passar på magrare jordar. Rajgräs rekommenderas

inte eftersom det frysskadas på vintern och ger upphov till stora fosforläckage. Grässvålen

blir ett bättre fungerande filter om den slås i varje säsong i och med att den då blir tätare, och

insatsen resulterar även i att fosformängden till vattnet minskar eftersom fosfor och

organiskt material får färre möjligheter till att anrikas på jordytan. Vegetationen på zonen

kan i perioderna växa fritt då det gynnar den biologiska mångfalden. (Almqvist & Arwidsson,

2010)

4.3 Minskad ytavrinning

Förlusterna genom ytavrinning minskar mer om marken vårbearbetas jämfört med

höstbearbetning, det gör även en i allmänhet minskad bearbetning av marken samt en

bearbetning som är vinkelrät mot lutningen (Ekstrand m.fl., 2011). Vanliga dränerade jordar

är mjäla och lera. Fosforn kan ofta transporteras långa sträckor eftersom lerpartiklarna

vanligtvis är mycket finfördelade. Om infiltrationskapaciteten är låg, vilket kan förekomma i

mjäla- och lerjordar, kan resultatet bli att partiklarna transporteras på markytan. Marken i

de södra delarna av Sverige är ofta tinad vid snösmältningen och vattnet infiltrerar då genom

markytan. I de norra delarna av landet är marken ofta frusen när snön smälter, vilket innebär

att vattnet då rinner till diken direkt från markytan. Konsekvenserna blir att mängden fosfor

som ytavrinner från åkermarken är högre i norr än i söder (Bergström m. fl., 2007). Vid

lågflöden och medelflöden ansamlas fosfor på dikessidorna och i dikesbotten, men detta

24

sediment eroderar vid kraftiga flöden, något som är en orsak till höga fosforhalter vid höga

flöden (Ekstrand m.fl., 2011).

4.4 Strukturkalkning

Täckdikessystemen nås av en stor del av fosforn i markytskiktet genom dränerade lerjordar,

och det är en betydelsefull del av jordbrukets fosforläckage. Förlusterna sker framför allt

genom att kolloider och små jordpartiklar sköljs ner i sprickor samtidigt som vattnet, i

marker som har en ringa fosforhalt. När marken strukturkalkades med osläckt kalk i ett

område minskade fosforförlusterna med 50 % i jämförelse med grund kultivering, och i

jämförelse med vanlig plöjning var minskningen 35 %. Skörden ökade också avsevärt vid

strukturkalkningen (Greppa Näringen, 2012b). En anledning till resultaten är att

strukturkalkningar gynnar aggregatens stabilitet (Börling, 2010). Metoden kan minska

förlusterna av fosfor som kan ske genom utlakning och ytavrinning. En tillförsel av kalk kan

vara mer effektiv än att ändra metoderna för jordbearbetningen. Organiskt material som

innehåller kalk kan minska förlusterna också då det passerat år efter att kalkningen utförts

(Malgeryd m. fl., 2008).

4.4.1 Kalkning

Odlings- och betesmarker kan förses med kalk för att jorden ska hålla ett neutralt pH-värde,

något som förhindrar att näringsämnen fastläggs. Det resulterar också i att marken lättare

släpper igenom vatten och den blir lättare att bruka eftersom kalkningen främjar

aggregatbildningen. Om grundkalkning tillämpas ges en större mängd kalk för att förbättra

markens tillstånd i ett långt intervall, till skillnad från underhållskalkning där kalkningen

sker under kortare perioder men med lägre mängder. Järnindustrins bashaltiga slagger som

innehåller järn, magnesium, fosfor och kalk kan fungera som kalkningsmedel. En annan

produkt som kan brukas är slamkalk, något som har sitt ursprung i sockerindustrin och som

huvudsakligen innehåller kalciumkarbonat. Det som trots allt oftast används är

kalkstensprodukter, såsom släckt kalk eller krossad kalksten (Nationalencyklopedin, 2012e).

Vid kalkning av försurade sjöar och vattendrag där syftet är att höja pH-värdet till nivån det

befann sig på innan försurningen är det främst bränd eller osläckt kalk, släckt kalk,

dolomitmjöl, kalkstensmjöl, granuler av kalkstensmjöl samt krossad kalksten som används

som kalkningsmedel. Hårdheten, pH- värdet och salthalten i vattnet ökar vid en tillförsel av

kalkningsmedel eftersom kalciumjonsmängden och vätejonsmängden påverkas. Alkaliniteten

påverkas av kalktillförseln då alkalinitet är ett mått på vattnets förmåga att tåla ett tillskott av

vätejoner utan att reagera med pH- sänkning. Metallers toxiska påverkan på växt- och

djurlivet kan påverkas eftersom metallers jämvikt beror på pH- värdet (Ekstrand m.fl., 2011).

4.4.2 Kalcium

Det är som mineralet kalciumkarbonat i kalksten som kalcium, i jordskorpan det femte

vanligaste grundämnet, huvudsakligen förekommer. Den alkaliska jordartsmetallen påträffas

25

också i kalciummineralerna anhydrit, dolomit och gips samt i silikaterna flusspat och apatit.

Kalciumjoner kan lösas från jordar och bergarter i svagt surt yt- och grundvatten som

passerar, och kalciumkarbonat fälls ut om sådant vatten når havet. Kalcium reduceras främst

termiskt med aluminium i dagsläget vid framställning av kalciummetaller. Det är

vetenskapligt bekant att åtta radioaktiva och sex stabila isotoper är beståndsdelar i kalcium.

Grundämnet, som är essentiellt för alla organismer, har en viktig funktion i cellernas inre vid

signalöverföringen. Andra betydelsefulla tillämpningar är som en del vid nervfunktionen, vid

insulininsöndringen och vid koagulering av blod. Vissa växter och flera djur har

kalciumkarbonat som en beståndsdel i strukturen. Vid avlagringar i dessa sammanhang, i

huvudsak när det gäller havsorganismer, påverkas koldioxidhalten i atmosfären och markens

form. När kalciumkarbonat upphettas till ungefär Co1000 i kakelugn bildas kalciumoxid,

vilket också benämns som bränd kalk. Ett av dess främsta användningsområde är vid

ståltillverkning för att eliminera silikater och fosfater genom att verka som ett

slaggbildningsämne. Det kan också användas som ett råmaterial när portlandcement och glas

tillverkas. Kalciumkarbonat kan också användas för framställningen av kaustiksoda, som en

del då natriumkarbonat transfereras till natriumhydroxid. Det brukas också vid

produceringen av kalciumkarbid och släckt kalk. Om vatten tillsätts till kalciumoxiden sker

en betydlig värmeutveckling och det bildas kalciumhydroxid, vilket också omtalas som släckt

kalk. Kalkvatten uppstår om den mängd vatten som tillsätts är så pass riklig att

kalciumhydroxiden i sin helhet löser sig. Om hydroxiden i en mättad lösning slammas upp

benämns substansen som kalkmjölk. (Nationalencyklopedin, 2012d)

4.5 Dränering

För en jämnare infiltration och därmed ett lägre fosforläckage är dränering en effektiv metod,

och det gynnar också jordbruksproduktionen. Vanliga dränerade jordar är mjäla och lera.

Fosforn kan ofta transporteras långa sträckor eftersom lerpartiklarna vanligtvis är mycket

finfördelade. Om infiltrationskapaciteten är låg, vilket kan förekomma i mjäla- och lerjordar,

kan resultatet bli att partiklarna transporteras på markytan. Metoden utgör samtidigt en risk

för att höja halterna av partikulärt fosfor och suspenderat material i recipienten eftersom

vattnet som avleds direkt förs till recipienten. Dräneringsförlusterna kan även öka genom

tining och frysning. (Bergström m.fl., 2007)

4.5.1 Reglerbar dränering

Åtgärden passar inte lika bra för lerjordar och mjälajordar som för de lättare sandjordarna

och mojordarna. Förlusterna av fosfor kan bli lägre genom att flödestopparna jämnas ut, men

den lösta reaktiva fosforn kan öka på grund av de anaeroba förhållandena som kan uppstå i

marken genom grundvattnets höga nivå. (Malgeryd m.fl., 2008)

26

4.5.2 Leca- filter i dräneringssystemet

Marken grävs ut ner till en meter där Leca- material fylls till halva djupet, vid inlopp och

utlopp förläggas det grövre Leca- materialet. Jorden läggs sedan ovanpå så att odlingen kan

ske som brukligt. Vid filtrets början och slut läggs dräneringsledningar som är perforerade

vilka vattnet leds in och ut genom. Om det ingående vattnet har en hög halt suspenderat

material är det särskilt effektivt med metoden. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.6 Minskad markpackning

Grödan blir sämre utvecklad vid markpackning i och med att dess rötter ges sämre

möjligheter till att tränga ner i marken. Strukturen i marken förstörs också vid

markpackning, likaså försämras kapaciteten till infiltration. Risken för att ytavrinningen ökar

och att kanaliserade flöden uppstår ökar vid en minskad infiltration och det ger upphov till

högre förluster av fosfor. Risken bedöms vara särskilt stor om jordaggregaten också förstörts,

till exempel genom ältning. Mineraljordar där det organiska materialinnehållet är lågt är

känsliga för markpackning, och lerjordar är de marktyper som skadas mest. För att undvika

packning av marken bör inte jorden bearbetas under blöta förhållanden, en aspekt som kan

kräva en god dränering. Onödigt stora och tunga maskiner bör också undvikas och vikten kan

med fördel fördelas på flera axlar. Däckutrustning som sanktionerar ett lågt ringtryck vid

fältkörning kan vara betydelsefullt. Fasta körspår kan också användas för att undvika

problem med markpackning. Grödornas nyttjande av kväve förbättras genom en minskad

markpackning. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.7 Jordbearbetning

Förlusterna genom ytavrinning minskar mer om marken vårbearbetas jämfört med

höstbearbetning, det gör även en i allmänhet minskad bearbetning av marken samt en

bearbetning som är vinkelrät mot lutningen. För att minska fosforlösligheten kan tillsatser

sättas till gödselmedel och näringsämnena kan brukas ner i jorden vid spridning. En annan

faktor grundas på att minska överskottet av fosfor genom att öka innehållet av kväve i

gödselblandningen, för då kan mängden näringstillskott som sprids på åkermarkerna

minska. Om skörderester lämnas på åkermarken ger det en betydelsefull minskning av

fosforförluster genom ytavrinning, men om de fryses sönder fungerar de istället som en

fosforkälla. (Ekstrand m.fl., 2011)

Förlusterna genom ytavrinning minskar vid kombisådd och grödornas kamp mot ogräsen om

näringen blir lägre (Malgeryd m.fl., 2008) i och med att det ges färre tillfällen där den lösta

reaktiva fosforn kan förekomma i höga halter (Bergström m.fl., 2007). Det beror på att

mineralgödseln placeras djupare än utsädet och mellan varannan sårad. Fosforn binds

snabbare till markpartiklar från gödselmedlet, något som också minskar förlusterna

(Malgeryd m.fl., 2008).

27

4.7.1 Effektiv jordbearbetning

Kultivator eller tallriksredskap kan användas för att nå en plöjningsfri odling. Vid direktsådd

utförs ingen föregående bearbetning utan marken sås direkt. Plogsådd innebär att tillskärare

eller tillpackare används i samband med plöjningen för direkt sådd, att plöjningsdjupet väljs

grundare än vanligt eller att plöjning tillämpas i vissa fall. Ett exempel på när plöjning kan

väljas är efter vissa förfrukter. Konsekvenser av en minskad jordbearbetning kan också vara

ett ökat angrepp av skadegörare, svampsjukdomar och ogräs samt minskade skördar. De här

åtgärderna kan ge lägre fosforförluster eftersom infiltrationen ökar genom lämnade rester

från skörden, och mer vatten binds som de nästkommande grödorna kan nyttja. Det ger även

lägre erosionsförluster, beroende på sorten gröda. Den lösta reaktiva fosforn kan öka av de

lämnade resterna från skörden. Den höga tillgängligheten resulterar i att problem kan uppstå

i vattenekosystem. Makroporerna lämnas obrutna då marken inte bearbetas, något som kan

ge högre förluster. Förlusterna kan också öka om marken packas, vilket den kan göra om

reducerad markbearbetning sker under fuktiga förhållanden. Vid konturplöjning sker

jordbearbetningen längsmed höjdkurvorna och alltså med en rät vinkel mot fältets lutning.

Vid ytavrinning gör detta att partikeltransporten och hastigheten på vattenflödet minskar.

Vid denna åtgärd finns likadana rekommendationer som för marker som tenderar att

erodera, nämligen att ingen harvning sker på hösten. En anledning är att vatten kan samlas i

fårorna, något som leder till att det kan ges mer tid för infiltration vilket resulterar i en

reducerad avrinning. Betydelsefull erosion kan inträffa om fältlutningen är riktigt skarp

eftersom det då kan uppstå kanalisering av ytvattenflöden. Kväveförlusterna blir lägre ju

senare som jordbearbetningen sker men förhållandena ska vara tjänliga när bearbetningen

sker för att även fosforförlusterna ska minska. Foderutnyttjandet förbättras genom ett

minimerat spill med hjälp av foderautomater, näringskällor med hög kvalitet, rätt grad av

förmalning på spannmål samt pelletering. Fosfor kan nyttjas sämre vid sjukdomsangrepp,

riklig förekomst av ogräs och vid kvävebrist. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.8 Höst- och vinterbevuxen mark

Erosionsförlusterna minskar om marken är bevuxen vintertid. Därmed reduceras

fosforförlusterna om fälten är höst- och vinterbevuxna och om fånggrödor odlas.

Anledningen är att erosionen och ytavrinningen skulle minska och att fånggrödorma

förbättrar kapaciteten till infiltration och nyttjar fosfor. Löst reaktiv fosfor kan frysas ut från

växtceller, genom att växtligheten fryser och växtcellerna sprängs. Det avrinnande vattnet

kan sedan ta med sig den lösta fosforn som frigjorts. Om en fånggröda bryts mekaniskt eller

kemiskt kan detsamma ske. För att reducera risken för att kväve lakas ut bör stora delar av

åkrarna vara höst- och vinterbevuxna. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.9 Nedbrukning av grödor med rätt teknik

Speciellt på lerjordar kan betydelsefulla förluster av fosfor ske om en kraftig

gröngödslingsgröda höstplöjes ner. För att den lättillgängliga fosforn, som påträffas i

28

grönmassan, ska kunna bindas till markpartiklarna behöver den ha jordkontakt. Förlusterna

kan reduceras om jord och växtrester blandas innan plöjningen utföres. Växtnäringen kan

även tillföras till marken igen efter skörden som stallgödsel, kompost eller rötrester från

framställningen av biogas. Genom denna åtgärd kan tillförseln av näringen ske när det finns

växtlighet som kan ta emot den. Grödor som kräver mycket fosfor kan odlas i en sådan följd

så att det råder en balans mellan till- och bortförseln över växtföljden. Koncentrationen av

fosfor kan bevaras om den placeras nära grödor som såtts i rader. I och med det kan det

också ske en minskning av den totala fosfortillförseln. Till exempel med hjälp av GIS och GPS

kan odlingsåtgärder anpassas efter de behov som grödan har i och med att fokuseringen

placeras inom fältet och inte enbart på fältnivå. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.10 Anpassad utfodring

Vid överutfodring tas inte all näring upp av djuren, det blir istället ett överskott av

näringsämnen i stallgödseln. För att undvika fosforförluster bör obunden fosfor inte vara

kvar på markens yta i samband med nederbörd som kan ge upphov till makroporflöde eller

ytavrinning. Grundämnet bör inte heller placeras på jordar som är snötäckta, frusna,

vattenmättade eller översvämmade. Tidpunkter då marken inte innehåller något

överskottsvatten är fördelaktiga för fosforspridning. Om gödselspridning sker på hösten bör

det ske så tidigt som möjligt under tjänliga förhållanden för att minska fosforförlusterna men

så sent som möjligt för att minska kväveförlusterna. Om det är möjligt bör förrådsgödsling

undvikas då det kan ge upphov till högre förluster. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.11 Tillsats av gips i flytgödsel

Näringsämnena kan spridas vid rätt tidpunkt om det finns lagringsmöjligheter för dem. På

botten av lagringsbehållaren för svinflytgödsel kan löst fosfor enligt pilotförsök anrikas

eftersom den kan fälla ut och sedimentera om magnesiumoxid och gips tillsätts. Kalcium,

aluminium och järn kan fälla ut löst fosfat, men växtligheten begränsas om aluminium och

järn är förenade på grund av att fosforn blir hårt bunden. Fosforn i mineralgödsel och en

betydande mängd av fosforn i stallgödsel är löst i markvätskan direkt efter spridningen, vilket

kan resultera i att de forslas bort genom ytavrinning eller utlakning med vatten som finns

som ett överskott. Grundämnet behöver därför snarast bindas till partiklarna i marken,

genom till exempel nedbrukning eller myllning. Kväveförlusterna blir också lägre vid

myllning eller nedbrukning av stallgödsel eftersom avgången av ammoniak blir lägre.

(Malgeryd m.fl., 2008)

4.12 Anpassad fosforgödsling

Fosforförlusterna kan bero på odlingsåtgärder, brukningsmetoder, jordart, topografi, pH-

värde och klimat. Höga P- AL- tal kan också öka risken för fosforförluster. För att minimera

29

fosforförluster bör ett skyddsavstånd hållas till öppna diken, vattendrag, fältkanter, sjöar,

dräneringsbrunnar mm, detta för att näringsämnena inte ska förloras till vattnet. Om så

skulle ske skulle det även innebära en onödig miljöbelastning. Ifall området är utformat så att

åkern sluttar ner mot ett vattendrag så bör ett område anläggas så att ingen jord från fältet

kan rinna eller rasa ner till sluttningen. En annan strävan är att allt gödselmedel ska hållas

inom åkermarken. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.13 Spridning av gips på åkermark

Fosfor har bundits till åkermarken i pilotskala där gips har tillförts. Gipset är en biprodukt

från framställningen av mineralgödsel där fosforlösligheten ökar genom att råfosfat

behandlas med svavelsyra. Fosfatfosfor fälls ut och markstrukturen förbättras i lerjordar i

och med att gipset innehåller kalciumjoner. Ett annat resultat är att markpartiklarnas

förmåga att binda fosfat förbättras och den elektriska konduktiviteten i marken ökar. Risken

för erosion minskar också. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.14 Kalkfilterdiken

Transporten genom marken av fosfor sker snabbt om en täckdikesledning är nylagd eftersom

sådana förutsättningar skapas genom den omgrävda och återfyllda jorden. Transporten är

särkilt snabb under de närmaste åren efter dikningen. När täckdiken på lerjordar ska

återfyllas kan osläckt kalk blandas i jorden för att fosforn i det genomrinnande vattnet på ett

effektivt sätt ska kunna bindas till den hållbara och porösa jorden. Åtgärden benämns som

FOSTOP- metoden. Kalkfilterdikena kan förutom att binda fosforn också förbättra

dräneringen på lerjordar som är täta. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.15 Minskad användning av vägsalt

Natrium från vägsaltning kan ansamlas i fälten och försämra strukturen i marken. Vind,

vatten och trafiken är spridningskällorna och vid våt nederbörd eller snösmältning

transporteras den största andelen kloridjoner genom ytavrinning. På markpartiklarnas ytor

byter den största mängden natriumjoner plats med andra joner, de blir alltså genom jonbyte

kvar i jorden. Det här kan förstöra strukturen i lerjordar eftersom bindningen mellan

partiklarna försämras, vilket i sin tur kan ge upphov till fosforförluster. Skyddszoner kan

hjälpa mot problemet. (Malgeryd m.fl., 2008)

4.16 Våtmarker

I avrinningsområden där fosfor främst är bundet till partiklar är det mer effektivt med

våtmarker jämfört med dammar (Ekstrand m.fl., 2011). Våtmarker är ofta placerade i

30

anslutning till större vattendrag eller sjöar, de är inte särskilt djupa men har en stor yta.

Vattenmängden som når våtmarken är vanligtvis stor med anledning av ett stort

tillrinningsområde (Börling, 2010). En våtmark illustreras i fig. 4.

Fig. 4. Våtmark. (Foto: Robert Ström)

Markpartiklarna sedimenterar genom att flödeshastigheten avtar men ytan behöver vara stor

med olika hastigheter för vattenflödet och med olika djup. Det är också fördelaktigt med

mycket vegetation. För att inte löst fosfor ska frigöras från sedimenten på botten bör

anaeroba miljöer på botten undvikas. Om det ändå skulle inträffa och om våtmarken är

placerad på ett område som använts för jordbruk kan fosfor lösas ut och ge ökade halter.

Muddring eller bortforsling av växtligheten bör ske för att inte våtmarken ska bidra med

fosfor ur ett längre perspektiv. De bör placeras uppströms vattendragens utlopp, med andra

ord nära källan, om syftet är att rena fosfor. Utformning, placering och vattenföring är viktiga

aspekter för effektiviteten (Malgeryd m.fl., 2008).

17 våtmarker som var placerade i kalla klimatzoner studerades intensivt, där en variation

mellan 1 och 88 % beskrev den totala fosforhalten i genomsnitt. På samma sätt varierade den

lösta reaktiva fosforn mellan 19 och 89 %. Mellan olika områden skilde sig retentionen

betydligt vilket visar på att platsspecifika faktorer i våtmarken och i upptagningsområdet

inverkar på avlägsnandet av fosfor. En annan inverkande faktor är storleken, för i samband

med våtmarkens yta tenderade retentionen att öka. Kvarhållningen av partikulärt fosfor

minskade vid en ökad halt löst reaktivt fosfor. I äldre våtmarker var retentionen av den lösta

reaktiva fosforn lägre jämfört med vad den var i nyare något som tyder på att kvarhållningen

av fosfor som är partikulärt bundet inte försämras av en ökande ålder (Braskerud m.fl.,

2005). I konstgjorda våtmarker där markflödet är vågrätt kan fosforsorbenten utgöras av

skiffermaterial. Det är ett material som på ett effektivt sätt binder fosfor, och som filterbädd

reducerar det mängden löst fosfor i avloppsvatten som flutit till en våtmark (Ekstrand m.fl.,

2011). Förutom en reducering av kväve- och fosforförluster innebär våtmarker också en ökad

31

biologisk mångfald samt större möjligheter för viltvård och jakt. De är också estetiska inslag i

landskapet (Malgeryd m.fl., 2008).

4.17 Filterteknik

Leca- filter efter en våtmark fungerar som ett ytterligare reningssteg. Det kan användas när

våtmarkens reningseffekt är minst effektiv, det vill säga under perioder med lågflöden och

den lösta fosformängden i vattnet är stor (Malgeryd m.fl., 2008). Förekomsten av

näringsämnen i ytvattnet och grundvattnet på landsbygden kan också ha sitt ursprung i

enskild avloppsreningsteknik eftersom reduceringen av kväve och fosfor kan vara begränsad i

de anläggningarna. Minireningsverk och markinfiltration är två metoder som är vanligt

använda, våtmarker kan också konstrueras för att nyttjas som enskild avloppsanläggning.

Polonite är ett filtermaterial som kan användas för att avlägsna fosfor från avloppsvatten.

Resultatet från en studie som Renman & Renman (2010) utförde visades att Polonite är ett

effektivt filtermaterial vid rening av avloppsvatten. Det kan minska fosfathalterna under

långa tidsperioder och efter användning kan det användas som ett fosfatrikt

jordförbättringsmedel. Filtralite P är ett annat konstgjort filter som kan användas vid

fosforreducering enligt Ádám m.fl. (2010) Dess höga sorptionskapacitet samlar fosforn och

sedan kan även det användas som jordförbättringsmedel på jordbruksmarker. Filtret

reducerar fosforhalten på ett effektivt sätt och har sin grund i koncentrationen av fosfor i det

ingående vattnet. Abu- Zreig m.fl. (2003) beskriver att kemikalier som är bundna till

sediment kan avlägsnas via ytavrinning från jordbruksmarker med hjälp av filterremsor som

är klädda med vegetation och som placeras antingen vid källan eller nära källan. Vattnets

turbulens minskar i och med att vegetationen ger upphov till ett avtagande flöde. Det ökar

också möjligheterna för infiltration genom filtrets yta och föroreningen kan sedimentera i

materialet. 20 filter med längder mellan 2 m och 15 m placerades med antingen 2, 3 eller 5

graders lutning där syftet var att se vilken fosforreducering som kunde nås i samband med

ytavrinning på åkermarker. I genomsnitt kunde 61 % av fosforn tas upp i filtren, där de två m

långa filtren i genomsnitt ansamlade 31 % och de 15 m långa filtren ansamlade i genomsnitt

89 %.

4.18 Slagg och flygaska

Flygaska och slagg är båda biprodukter och de har med goda resultat kunnat avlägsna

fosfatjoner från vattenlösningar. Materialen skulle kunna fördröja till exempel fosfatläckaget

från deponier genom att användas som beläggningar. De skulle också kunna användas för att

behandla avloppsvatten och jordbruksvatten genom att nyttjas som en fast bädd. Cement

eller kalk kan tillsättas till materialet som efter användning innehåller fosfater, för att på så

vis stelna till en betongmassa. Den massan är stabil och kan omhändertas i och med dess

tillräckliga hållbarhet. Slagg och flygaskans förmåga att avlägsna fosfatjonerna verkar bero på

procentandelen CaO och/eller procentandelen +2Ca -joner i lösningen. (Agyei m.fl., 2002)

32

5 VÄXTSKYDDSMEDEL

När växtskyddsmedel påträffas i vattenmiljöer sker det främst i vattendrag, följt av sjöar och

den minsta andelen hittas i grundvatten med anledning av att det huvudsakligen är ytvattnet

som är utsatt. Om medlet inte följer med vattnet så bryts det ner av mikroorganismer som

påverkas av bland annat den biologiska aktiviteten, temperatur och ämnesegenskaper. När

nedbrytningen inte hinner ske utan istället transporteras till grundvattnet och ytvattnet på

grund av de svaga bindningarna till marken omtalas det som ett läckage. Dessa utsläpp kallas

för diffusa förluster. Den risken beror bland annat på nedbrytningens hastighet, mängden

nederbörd, jordart och ämnesegenskaper. Punktkällor kan ge upphov till betydelsefulla

förluster eftersom det ofta innebär en hög halt växtskyddsmedel på en liten yta.

Sprickbildning/makroporer i lerjordar gör att läckagerisken till dräneringsledningar och

vidare till vattendrag är större jämfört med mjäla- och mojordar. (Malgeryd m.fl., 2008)

Fem olika åtgärder mot förluster av växtskyddsmedel och som också kan resultera i lägre

kväve- och fosforförluster är val av bekämpningstidpunkt för minskat fältläckage, åtgärder

som minskar yterosion och ytavrinning, förändringar i växtföljd, reducerad jordbearbetning

och ekologisk odling. (Malgeryd m.fl., 2008)

5.1 Val av bekämpningstidpunkt

Under den sena hösten är förhållandena i marken ofta kalla och våta, och när mängden

nederbörd är stor och när nedbrytningstiden är lång är risken för fältläckage stor. Risken för

utlakning är större vid höstbekämpningar jämfört med om marken bekämpas under våren,

men under gynnsamma förhållanden kan förlustrisken under hösten minska om

bekämpningarna sker tidigt. Om fånggröda, vall och träda bryts tidigt kan utlakningen av

kväve bli större. (Malgeryd m.fl., 2008)

5.2 Minskad yterosion och ytavrinning

Växtskyddsmedelsförlusterna ökar i samband med kraftig nederbörd, något som kan bero på

att förlusterna genom ytavrinning och yterosion ökar. Det sker genom att medlet är bundet

till markpartiklarna som eroderar eller att medlet löses i ytvattnet för att på så sätt nå

ytvattenbrunnar eller vattendragen direkt. När grödan kräver lite vatten och när jorden inte

binds av rotsystemet, alltså i början av grödutvecklingen, är förlustriskerna särskilt stora.

Åtgärder för att komma runt problemet kan vara en anläggning av skyddszoner runt

ytvattenbrunnar och längs vattendrag och att inte sprida växtskyddsmedel när kraftiga regn

väntas. Det är åtgärder som också kan ge lägre fosforförluster. (Malgeryd m.fl., 2008)

33

5.3 Förändringar i växtföljd

Behovet av att bekämpa åkermarken kan minska om växtföljden varieras eftersom insekter,

svampas och ogräs kan gynnas av motsatsen. De herbicider som sprids vid odling av de så

kallade omväxlingsgrödorna kan samtidigt ha en benägenhet till läckage. Läckaget av

växtskyddsmedel minskar i de flesta fall om vall odlas. Fosforförlusterna och

kväveutlakningen kan också minska genom en förändring i växtföljden. (Malgeryd m.fl.,

2008)

5.4 Reducerad jordbearbetning

Djupare bearbetningar utesluts eller minskas om direktsådd eller reducerad jordbearbetning

tillämpas. En tillfredsställande växtföljd behövs för att nivåerna på skörden ska bli god, likaså

behöver markpackning undvikas. Mull- och växtresthalten i ytskiktet ökar vilket kan ge

starkare bindning och rejälare nedbrytning, något som i sin tur kan ge lägre risker för

läckage. Fältläckaget kan trots allt öka i och med att en reducerad jordbearbetning ökar

makroporsystemet. Olika ogräs kan bekämpas effektivt med plöjning vilket innebär att den

reducerade jordbearbetningen kan ge upphov till en större utsträckning av kemisk

ogräsbekämpning. Kväveutlakningen kan minska men åtgärden kan innebära högre

fosforläckage. (Malgeryd m.fl., 2008)

5.5 Ekologisk odling

Mängden rester från växtskyddsmedel i vatten kan minska på ett verkningsfullt sätt vid

ekologisk odling. Likaså minskar bland annat mängden lustgas som produceras vid

mineralgödseltillverkningen. (Malgeryd m.fl., 2008)

6 TYPOMRÅDEN

För att minska förlusterna av näringsämnen från odlingsmarker till vattendrag har det tagits

fram åtgärdsprogram inom jordbrukssektorn. Odlingsåtgärdernas effekter på vattnets

kvalitet kan tas tillvara genom att mindre jordbruksbäckar miljöövervakas. Ett program

benämns som ”Typområden på jordbruksmark” och är en del av övervakningen av miljön i

Sverige. I början av 1990-talet påbörjades det regionala miljöövervakningsprogrammet, av

Naturvårdsverket. Tidigare, under 1980-talet, hade Länsstyrelserna utfört mätningar i många

jordbruksbäckar men dessa behövde samordnas mellan länen vilket grundade för att

”Typområden på jordbruksmark” startade. Motivet med det här programmet är att

kännedomen om sambandet mellan avrinnande vattens kvalitet och odlingsåtgärder ska bli

större och att följa sambandens tidsförändringar. Norge, Finland, Island, Danmark, Estland,

34

Lettland, Litauen och västra Ryssland har också miljöövervakningar som har likheter med

den svenska bevakningen. (Sveriges Lantbruksuniversitet, 2012)

21 typområden ingår nu i miljöövervakningsprogrammet efter att åtta av dem 2002

omplacerades till Intensivtypområden, vilket är ett nationellt program. Namn och precist

läge på typområdena skildras inte eftersom avsikten med dessa inte är att kontrollera

recipienten. Det här valet gör också att mätningarna kan genomföras i en oavbruten följd

eftersom de direkt beror på lantbrukarnas föresats om delgivande av odlingsåtgärder.

(Sveriges Lantbruksuniversitet, 2012)

Fig. 5. Typområden i Sverige 2009/2010 där den exakta positionen inte anges, istället visas en

lokalisering inom ett 50x50 km stort område. Kartan och sidobeskrivningarna är från Stjernman

Forsberg m.fl. (2011).

Som Fig. 5 visar är två typområden placerade i Norrland, tre finns i Svealand och 21 stycken

återfinns i Götaland. Vid valet av typområden var andelen åkermark en fokusering,

avrinningsområdets yta skulle gärna bestå av åtminstone till hälften av denna marktyp. För

att inventeringen om odlingsåtgärderna skulle kunna genomföras i en befogad omfattning

skulle typområdenas areal utgöra omkring 1000 ha. Ytterligare centreringar vid valet av

typområden var att vattenföringen skulle kunna mätas genom befintliga, passande ställen

och att punktkällornas inverkan skulle vara liten (Stjernman Forsberg m.fl., 2011).

35

Provtagningar i jordbruksbäckarna i typområdena sker varannan vecka men vattenföringen

mäts utan avbrott. Variabler som analyseras är totalt organiskt kol, suspenderat material,

konduktivitet, pH, ammoniumkväve, nitratkväve, nitrat, partikulärt bunden fosfor,

fosfatfosfor och totalfosfor. Analyser av grundvattnets kvalitet och intervjuer med

lantbrukarna om odlingsåtgärder utförs utöver ovanstående beskrivna mätningar i

Intensivtypområdena, och återstoder av pesticider noteras i fyra av dem (Sveriges

Lantbruksuniversitet, 2012).

Inom Greppa Näringen finns Greppa fosforn med som ett pilotprojekt, vilket påbörjades

2006 och som pågår i tre avrinningsområden: Halland, Östergötland och Västmanland.

Projektet har som syfte att utveckla ett arbetssätt för att minska förlusterna av fosfor från

jordbruket, och att fastställa den praktiska användbarheten av de redan bekanta åtgärdernas

inverkan till minskade fosforförluster (Greppa Näringen, 2012a). Enligt Malgeryd (2009)

gäller det att ” Projektets huvudsyfte är att utveckla ett arbetssätt för att på effektivaste sätt

minska fosforförlusterna från jordbruket inom ett avrinningsområde samt att praktiskt prova

om de åtgärder vi känner till idag kan påverka de uppmätta fosforförlusterna från

åkermarken. ” (s. 3) Samarbetet sker mellan Jordbruksverket, Länsstyrelser, Sveriges

Lantbruksuniversitet, rådgivare och lantbrukare (Stjernman Forsberg & Kyllmar, 2011).

6.1 Beskrivning av område

Det här arbetet fokuserar på typområdet som benämns som U8, vilket är beläget i

Västmanland och hör till Svealands slättbygder. Enligt mätningarna som påbörjades 1993

och som sträcker sig fram till dagsläget kan avrinningsområdet sammanfattas enligt tabell 1.

Värdena som presenteras i tabell 1- 3 är från Stjernman Forsberg & Kyllmar (2011).

Mätningarna i det 574 ha stora området med 56 % åkermark startade 1993. 2 % av

typområdet utgörs av betesmark där djurtätheten är 0,2 djurenheter per hektar åkermark.

Antal personer med enskilt avlopp är 11 per kvadratkilometer, den dominerande jordarten i

U8 är styv lera och bestämningen av vattenföringen sker genom triangulärt överfall. Flottör

och mekanisk pegelskrivare används för att registrera sektionernas vattennivåer (Stjernman

Forsberg m.fl., 2011).

36

Tabell 1. Sammanfattning av typområdet U8.

Area (ha) 574

Avrinningsområde Norrström

Åkermark (%) 57

Betesmark (%) 2

Dominerande jordart på åkermark styv lera

Produktionsområde Svealands södra slättbygder

Skog och övrig mark (inklusive energiskog) (%) 40

I Västmanland är det mycket flacka området beläget invid Mälaren och ungefär 90 % av

odlingsområdet används för produktion av spannmål, en översikt av grödandelen som

odlades på pilotområdet 2010 visas i tabell 2. Mer ärter och våroljeväxter odlades 2010

jämfört med tidigare år eftersom höstvetet inte klarade den stränga vintern. Det är en aspekt

som inkluderas i Övrigt – kategorin. 2800 slaktsvin produceras årligen av den gård som

innehar den största ytan i avrinningsområdet, och det är också den enda gården som besitter

kreatur (Greppa Näringen, 2012a). Ett grävt och öppet dike som löper längs med hela

huvudfåran verkar som vattendraget i U8 (Stjernman Forsberg & Kyllmar, 2011).

Tabell 2. Översikt av grödandelen som odlades på pilotområdet 2010.

Gröda Andel (%)

Höstoljeväxter 0

Höstspannmål 4

Sockerbetor 0

Potatis 0

Träda 12

Vall 17

Våroljeväxter 14

Vårspannmål 48

Övrigt 5

37

Den totala andelen gödslad åkermark under 2010 var 69 %. Av det området stallgödslades 31

% varav ingenting utfördes i samband med höstbruket (Stjernman Forsberg & Kyllmar,

2011). 77 kg/ha kväve tillfördes genom handelsgödsel, 19 kg/ha genom oorganiskt stallgödsel

och 10 kg/ha kväve genom övrigt stallgödsel. 2 kg/ha fosfor tillfördes genom handelsgödsel

och 10 kg/ha genom stallgödsel, se tabell 3.

Tabell 3. Mängden kväve och fosfor som tillförts åkermarken genom gödsling, och från vilken källa

näringsämnena kommer.

Gödseltyp N (kg/ha) P (kg/ha)

Handelsgödsel 77 2

Stallgödsel 10

Stallgödsel oorg. 19

Stallgödsel övr. 10

Nederbörden mättes med hjälp av speciella stationer nära typområdena. I mellersta Sverige

där U8 är belägen var det agrohydrologiska året 2009/2010 ett blött år (Stjernman Forsberg

m.fl., 2011). Perioden 1 juli- 30 juni avser ett agrohydrologiskt år (Naturvårdsverket, 2010).

Vintern var kall och snörik och både nederbördsmängden och flödet i vattendraget var högre

än normalt. Höst- och vårflödet kom startade senare än vanligt och mars var den månad då

månadsavrinningen var störst (Stjernman Forsberg m.fl., 2011).

7 RESULTAT

Utöver verksamheten i det specifika typområdet bidrar även andra källor till transporterna av

växtnäringen, och det kan till exempel vara annan mark, skog och avlopp. Skattningen är att

åkermarken i U8 bidrar med 95 % av hela typområdets kväveförluster och 97 % av

fosforförlusterna. Dessa siffror bör ses som ett tillägg till mätresultaten eftersom de grundas

på antaganden om övriga källors andelar. Skog och övrig mark i U8 skattas bidra med 5 % av

kväveförlusterna respektive 2 % av fosforförlusterna, och avloppen antas ge 1 % av vardera

kväve- och fosforförlusterna, se tabell 4. Värdena som presenteras i tabell 4-8 är från

Stjernman Forsberg m.fl. (2011)

38

Tabell 4. Förlusterna av kväve och fosfor från åkermark, skog och övrig mark samt enskilda avlopp

under perioden som sträcker sig från 2002/2003 till 2010/2011.

N P

Enskilda avlopp (%) 1 1

Skog och övrig mark (%) 5 2

Åkermark (kg /ha) 16 1,2

Åkermark (%) 95 96

De manuella vattenproverna som togs har analyserats med avseende på nederbörd, avrinning

och transporter, där de för åren2008/2009, 2009/2010 och 2010/2011 illustreras i tabell 5. I

tabell 6 presenteras för åren 2008/2009, 2009/2010 och 2010/2011 de manuella

vattenproverna som analyserats med avseende på transporter, pH och konduktivitet.

Transporterna visas i enheten kg/ha i tabell 5 och i enheten mg/l i tabell 6.

Tabell 5. De manuella vattenproverna för åren åren2008/2009, 2009/2010 och 2010/2011 som

analyserats med avseende på avrinning, nederbörd och transporter.

2008/2009 2009/2010 2010/2011

Avrinning (mm) 292 324 218

Nederbörd (mm) 598 715 570

Tot-N (kg/ha) 8,3 10,1 4,8

NO3-N (kg/ha) 2,2 6,4 4,3

NH4-N (kg/ha) 0,32 0,23 0,06

Tot-P (kg/ha) 0,97 0,96 0,19

PO4-P (kg/ha) 0,15 0,19 0,07

Part-P (kg/ha) 0,77 0,74 0,09

Susp mtrl kg/ha) 162 259 82

Toc (kg/ha) 49 50 17

39

Tabell 6. De manuella vattenproverna för åren åren2008/2009, 2009/2010 och 2010/2011 som

analyserats med avseende på konduktivitet, pH och transporter.

2008/2009 2009/2010 2010/2011

Konduktivitet (mS/m) 35 42 54

pH 7,4 7,8 7,9

Tot-N (mg/l) 2,8 3,1 2,2

NO3-N (mg/l) 0,8 2 2

NH4-N (mg/l) 0,11 0,07 0,03

Tot-P (mg/l) 0,33 0,3 0,09

PO4-P (mg/l) 0,05 0,06 0,03

Part-P (mg/l) 0,27 0,23 0,04

Susp mtrl (mg/l) 56 80 38

TOC (mg/l) 17 15 8

Odlingsåtgärderna i typområdet skiljde sig mellan 2009 och 2010. En sammanfattning över

åtgärderna som utfördes 2009 visas i tabell 7 och åtgärderna för 2010 visas i tabell 8. De

främsta förändringarna är att andelen skyddszoner och markandelen som strukturkalkats

ökat från 2009 till 2010.

Tabell 7. Odlingsåtgärder som andel av den inventerade åkerarealen i U8 under 2009.

Ekologisk odling (%) 6

Fånggröda (%) 3

Skyddszoner (%) 0

Strukturkalkning (%) 0

Plöjning tidig höst (%) 0

Plöjning sen höst (%) 7

Plöjning vår (%) 0

40

Tabell 8. Odlingsåtgärder som andel av den inventerade åkerarealen i U8 under 2010.

Ekologisk odling (%) 6

Fånggröda (%) 2

Skyddszoner (%) 6,7

Strukturkalkning (%) 89

Plöjning tidig höst (%) 0

Plöjning sen höst (%) 2

Plöjning vår (%) 2

8 DISKUSSION OCH SLUTSATSER

57 % av U8 utgörs av åkermark och skog och övrig mark (inklusive energiskog) utgör 40 % av

området. Vid en sammanfattning av mätningarna under perioden 2002/2003 till 2010/2011

sker 95 % av kväveförlusterna och 96 % av fosforförlusterna från åkermarken.

8.1 Det agrohydrologiska året 2009/2010

I mellersta Sverige där U8 är belägen var 2009/2010 ett blött år enligt Stjernman Forsberg

m.fl. (2011) och vintern var kall och snörik. Nederbördsmängden och vattenflödet var högre

än normalt, höst- och vårflödet startade senare än vanligt och i mars var månadsavrinningen

som störst.

Stjernman Forsberg m.fl. (2011) menar att den höga årsavrinningen under 2009/2010 kan

vara en anledning till den låga årsmedelhalten av kväve eftersom avrinningen kan ge upphov

till en utspädning av det kväve som förs från odlingsmarken till vattendraget. Årsmedelhalten

av fosfor var högre än normalt under 2009/2010, för fosfor hamnar i vattendragen till stor

del genom erosion i och med att fosfor binds till lerpartiklar. Genom en hög avrinning blir

även erosionen högre vilket gör att detta näringsämne inte späds ut med samma effekt som

kväve vid en hög avrinning. Även årstransporterna antog höga värden och

månadstransporterna var högst då den mesta snön smälte. Under vår- och höstflödena var

det partikulärt fosfor som svarade för den största andelen av fosfortransporten i de

typområden som utgjordes av mellanlera och styvlera.

41

8.2 Det agrohydrologiska året 2010/2011

Vintern var enligt Stjernman Forsberg & Kyllmar (2011) snörik, kall och lång under det

agrohydrologiska året 2010/2011. Under året rådde torra fårhållanden i U8, särkilt från juli

till oktober, under den perioden var vattendraget i princip uttorkat. Sedan mätningarna

påbörjades uppmättes de lägsta årsmedelhalterna av fosfor och kväve och vid en jämförelse

med långtidsmedel för området lämnade en mindre mängd fosfor och kväve

avrinningsområdet.

8.2.1 Skyddszoner

Om en jämförelse görs mellan tabell 7 och tabell 8 syns det att antalet skyddszoner har ökat

från 0 % under 2009 till 6,7 % under 2010. Det här kan vara en anledning till de låga

årsmedelhalterna av fosfor och kväve eftersom zonerna underlättar infiltreringen av ytvatten,

vilket resulterar i att den lösta partikelmängden som når vattendraget genom ytavrinning blir

lägre. Mängden fosfor som är bunden till partiklar och som når vattendraget minskar också

genom den mer gynnsamma infiltreringen och genom en ökad andel växtlighet som kan

tillgodose sig näringsämnet. Växtligheten stabiliserar också markens aggregat och minskar

risken för erosion, och även det är en aspekt som minskar mängden partiklar att

transporteras till vattendraget. Skyddszoner är också fördelaktiga vid en översvämning av

vattendraget eftersom det ofta är zonen som blir ståendes i vatten istället för åkermarken,

och därmed minskar partikelmängden till vattendraget. Förlusterna via dräneringsledningar

till vattendragen minskar om en anpassad skyddszon anläggs runt ytvattenbrunnen.

8.2.2 Strukturkalkning

Vid en jämförelse mellan tabell 7 och tabell 8 visas att strukturkalkning tillämpats på 0 % av

typområdet under 2009 och på 69 % av området under 2010. Strukturkalkning är en åtgärd

som kan minska de förluster som en skyddszon inte hindrar eftersom förlusterna av fosfor

kan bli höga ifall markpartiklar förs med vattnet genom marksprickor. Olika anledningar kan

vara att metoden resulterar i en minskad markpackning, en förbättring av aggregatens

stabilitet, ett neutralt pH i marken och en förbättrad permeabilitet.

8.2.3 Torra förhållanden

I och med att det agrohydrologiska året 2010/2011 var ett torrt år enligt Stjernman Forsberg

& Kyllmar (2011) har tillfällena för att näringsämnena ska nå vattendraget reducerats. Den

låga nederbördsmängden har resulterat i att en lägre mängd transporterats iväg via

ytavrinning. Den låga förekomsten av vatten har också minskat riskerna för erosion och

därmed minskat riskerna för partikelbundna förluster. Även förlusterna via

dräneringsledningarna från ytvattenbrunnar kan ha minskat, särskilt med tanke på att

vattendraget i stort sett var uttorkat under en period från juli till oktober.

42

8.2.4 Jordbearbetning

Under 2009 plöjdes 7 % av typområdet under sen höst och 0 % under våren. Under 2010 var

det 2 % av området som plöjdes sen höst och 2 % under våren. På 4 % av området odlades

höstspannmål under 2010 och på 48 % av marken odlades vårspannmål. 12 % av åkermarken

utgjordes av träda och 17 % av vall. Förlusterna genom ytavrinning minskar mer om marken

vårbearbetas jämfört med om den höstbearbetas, och förlusterna minskar också vid en i

allmänhet minskad jordbearbetning. Fosforförlusterna kan minska om skörderester lämnas

på åkermarken då infiltrationen ökar, men om de fryses sönder fungerar de istället som en

fosforkälla. Om plöjningen sker i rät vinkel mot fältets lutning minskar partikeltransporten

vid ytavrinning och hastigheten på vattenflödet minskar också. Om jorden har en tendens att

erodera kan näringsförlusterna minska om odlingsmarken inte harvas under hösten. För

vattnet ges längre tid till infiltration i plöjda fåror jämfört med harvad mark och därmed

minskar ytavrinningen. Om marken undvikes att bearbetas under våta förhållanden

resulterar det i en minskad markpackning och därmed lägre fosforförluster.

8.2.5 Gödselmedel

Den totala andelen gödslad åkermark under 2010 var 69 %. Av det området stallgödslades 31

% varav ingenting utfördes i samband med höstbruket. 77 kg/ha kväve tillfördes 2010 genom

handelsgödsel, 19 kg/ha genom oorganiskt stallgödsel och 10 kg/ha kväve genom övrigt

stallgödsel. 2 kg/ha fosfor tillfördes genom handelsgödsel och 10 kg/ha genom stallgödsel.

En minskad mineralgödsling kan ge minskade förråd av fosfor i marken. Vid förrådsgödsling

placeras gödselmedlet på åkermarker med en sådan planering så att en tillförsel av

näringsämnet sker under flera år. Vid en sådan metod på starkt sura eller starkt basiska

jordar kan konsekvenserna bli att fosforn upphör att bli tillgänglig för växterna eftersom det

kan fastläggas.

8.3 Åtgärder för att minska kväveförluster

De åtgärder som minskar förlusterna av kväve och som kan användas överallt är effektiv

produktion, anpassad kvävegödsling, reducerad kvävegödsling till underoptimal nivå,

spridning av stallgödsel vid rätt tidpunkt samt nedbrukning av gröngödslings- och

fånggrödor vid lämpligaste tidpunkt. Det är främst i odlingsområden nära skyddsvärt vatten

som det är mest aktuellt med reducerad kvävegödsling till underoptimal nivå. Kombisådd

passar bäst att tillämpas på jordar som är relativt fria från sten och den reducerade

jordbearbetningen kan ge upphov till lägre skördar och en ökad användning av kemikalier.

Växtplatsanpassad odling kan tillämpas på maskinstationer och större gårdar, och

provtagning och analys av stallgödsel passar på gårdar med flytgödsel. De flesta djurgårdar

kan tillämpa en anpassad utfodring med åtgärden är som mest effektiv i områden som är

djurtäta. En förutsättning för att spridning av stallgödsel ska kunna ske vid rätt tidpunkt är

att lagringskapaciteten är tillräcklig. En övergång till flytgödselsystem är mest effektivt på

större gårdar. Områden där andelen öppen odling är hög passar till höst- och vinterbevuxen

mark, bevuxen träda samt fånggröda och vårbearbetning. Just åtgärden med fånggröda och

43

vårbearbetning är som bäst tillämpbar på platser där nederbörden är hög och jorden lätt.

Senarelagd jordbearbetning på hösten är mest effektiv på lätta jordar men kan resultera i att

bekämpningen av rotogräs försämras. Fält som är relativt plana passar för en reglerbar

dränering och på platser där andelen odlingsmark är hög kan våtmarker tillämpas.

U8 består till 2 % av betesmark och 57 % av jordbruksmark. Det innebär att åtgärderna som

passar på djurtäta områden möjligen inte är de mest effektiva för att minska förlusterna. För

en kvävereducering är dessa åtgärder anpassad utfodring, tillräcklig lagringskapacitet för

stallgödsel och ammoniakbegränsande åtgärder vid stallgödselhantering. Om det även är så

att den låga djurtätheten innebär att mängden flytgödsel som lagras på gårdarna är liten så är

antagligen inte heller provtagning och analys av stallgödsel eller bättre spridningsteknik för

stallgödsel de mest effektiva metoderna.

8.4 Åtgärder för att minska fosforförluster

Effektiv produktion, anpassad fosforgödsling, minskad markpackning, jordbearbetning vid

rätt tidpunkt, spridning av mineralgödsel och stallgödsel vid rätt tidpunkt samt nedbrukning

av gröngödslings- och fånggrödor med rätt teknik är åtgärder som minskar förlusterna av

fosfor och kan användas överallt. Behovet av en anpassad fosforgödsling är störst i områden

som är djurtäta. Kombisådd passar bäst på områden som är relativt fria från sten och torra

under försommaren. En reducerad jordbearbetning kan öka användningen av kemikalier.

Särskilt lerjordar lämpar sig för en minskad markpackning och jordbearbetning vid rätt

tidpunkt. Växtplatsanpassad odling passar på maskinstationer och större gårdar och

anpassad utfodring är mest effektiv i djurtäta områden. Tillsats av gips i flytgödsel är mest

effektiv på gårdar med flytgödsel och speciellt om de är djurtäta. En förutsättning för att

spridning av stallgödsel och mineralgödsel ska vara effektiv är att lagringskapaciteten för

stallgödsel är tillräcklig och tillräcklig lagringskapacitet för stallgödsel är bäst tillämpbar på

djurgårdar. Myllning av stallgödsel och mineralgödsling passar på jordar som inte är för

hårda men som är relativt fria från sten. Åtgärden tillämpas bäst på större gårdar och

maskinstationer. Nedbrukning av stallgödsel och mineralgödsel är mest effektiv vid

spridning på öppen jord eller stubb. Strukturkalkning är en åtgärd som är bäst tillämpbar på

lerjordar. Konturplöjning är enbart effektiv på platser med ytavrinning och fälten behöver

vara lutande eller kuperade. Behovsanpassade skyddszoner passar där stående vatten eller

ytavrinning förekommer och reglerbar dränering tillämpas som bäst där fälten är relativt

plana. Vid ett begränsat område som avger höga fosforförluster är det effektivt med leca-

filter i dräneringssystemet. Om fosforn främst är bunden till partiklar passar det med

sedimentationsdammar eller våtmarker.

I och med att U8 består av 2 % betesmark och 57 % jordbruksmark är åtgärderna som passar

på djurtäta områdena möjligtvis inte de mest effektiva för att minska förlusterna. Om det

även antas att den låga djurtätheten innebär att mängden flytgödsel som lagras på gårdarna

är liten så är dessa åtgärder för en fosforreducering anpassad utfodring, tillsats av gips till

flytgödsel och tillräcklig lagringskapacitet för stallgödsel.

44

Den dominerande jordarten på åkermarken i U8 är styv lera. De åtgärder som minskar

fosforförlusterna och som är mest effektiva på lerjordar är minskad markpackning,

jordbearbetning vid rätt tidpunkt och strukturkalkning.

8.5 Slutsatser

Faktorer som kan ha inverkat på de låga årsmedelhalterna av kväve och fosfor under det

agrohydrologiska året är:

• En ökad andel skyddszoner. Åtgärden resulterar bland annat i att infiltreringen av

ytvatten underlättas, något som i sin tur bidrar till att partikelmängden som når

vattendraget genom ytavrinning blir lägre. Förutom att tillgodose sig näringsämnen

bidrar växtligheten till att stabilisera markens aggregat och minska risken för erosion,

vilket minskar transporten av partiklar till vattendraget.

• Den storskaliga strukturkalkningen. Åtgärden resulterar i en minskad

markpackning, en förbättring av aggregatens stabilitet och en förbättrad

permeabilitet.

• De torra förhållandena under året. Konsekvenserna har blivit en mindre mängd

näringsämnen som transporterats iväg via ytavrinning, lägre förluster från

ytvattenbrunnar via dräneringsledningar och riskerna för erosion har minskat vilket i

sin tur minskat transporterna av partiellbunden fosfor.

• Planering av gödselmedelstillförseln. En minskning av andelen gödselmedel som

placeras på åkermarken i samband med höstbruket kan resultera i en minskad andel

näringsämnen som transporteras bort i samband med snösmältningen.

Fosforförråden i marken kan även minska i samband med mineralgödsling.

Åtgärder som skulle kunna vara verksamma på U8 för att minska kväveförlusterna är:

• Anpassad kvävegödsling

• Bevuxen träda

• Effektiv produktion

• Förändringar i växtföljd

• Höst- och vinterbevuxen mark

• Kombisådd

• Nedbrukning av gröngödslings- och fånggrödor vid lämpligaste tidpunkt

• Reducerad jordbearbetning

45

• Reducerad kvävegödsling till underoptimal nivå

• Reglerbar dränering

• Skyddsavstånd vid gödselspridning

• Våtmarker

• Växtplatsanpassad odling

Åtgärder som skulle kunna vara verksamma på U8 för att minska fosforförlusterna är:

• Effektiv produktion

• Förändringar i växtföljd

• Höst- och vinterbevuxen mark

• Jordbearbetning vid rätt tidpunkt

• Kombisådd

• Konturplöjning

• Minskad markpackning

• Nedbrukning av gröngödslings- och fånggrödor med rätt teknik

• Reducerad jordbearbetning

• Reglerbar dränering

• Sedimentationsdammar

• Skyddsavstånd vid gödselspridning och jordbearbetning

• Skyddszoner

• Spridning av gips på åkermark

• Spridning av mineralgödsel vid rätt tidpunkt

• Strukturkalkning

• Våtmarker

• Växtplatsanpassad odling

• Åtgärder som minskar yterosion och ytavrinning

• Ändrad grödfördelning

46

8.6 Förslag till fortsatt arbete

Ett förslag till fortsatt arbete är att genomföra en liknande studie men med en fokusering på

tidigare år. Genom detta skulle en utredning kunna ske angående naturliga variationers

påverkan på de uppmätta värdena.

Ett annat förslag till fortsatt arbete är att göra en jämförelse mellan olika typområden för att

på så sätt visa vilka åtgärder för ett minskat näringsläckage som kan vara effektiva vid olika

geografiska positioner.

Ett tredje förslag är att analysera framtida mätvärden för U8 och beskriva vilka

långtidseffekter som åtgärderna som utfördes 2010 har.

47

REFERENSLISTA

Abu- Zreig, M., Rudra, R. P. Whiteley, H.R., Lalonde, M.N & Kaushik, N.K. (2003).

Phosphorus removal in vegetated filter strips. Journal of Environmental Quality,

32(2), s. 613- 619.

Ádám, K., Krogstad, T., Suliman, F.R.D. & Jenssen, P.D. (2010). Phosphorus Sorption by

Filtralite P- Small Scale Box Experiment. Journal of Environmental Science and

Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering,

40(6-7), s. 1239- 1250.

Agyei, N.M., Strydom, C.A. & Potgieter, J.H. (2002). The removal of phosphate ions from

aqueos solution by fly ash, slag, ordinary Portland cement and related blends. Cement

and concrete research, 32(12), s. 1889- 1897.

Ahlström T. & Wedding B., 2010. Riskområden för höga fosforförluster via ytavrinning och

vattenerosion från åker – en tillämpning av det danska P-index på två

pilotområden i Skåne och Halland. Ekologgruppen i Landskrona AB på uppdrag av

länsstyrelserna i Skåne och Hallands län.

Almqvist S. & Arwidsson M., 2010. Praktisk handbok för skyddszonsanläggare. LRF Konsult

på uppdrag av LRF, Naturvårdsverket och Jordbruksverket.

Bechmann, M. & Stålnacke, P. (2005). Effect of Policy- induced measures on suspended

sediments and total phosphorus concentrations from three Norwegian agricultural

catchments. Science of the total environment, 344(1- 3), s. 129- 142.

Bechmann, M., Stålnacke, P., Kværnø, S., Eggestad, H.O. & Øygarden, L. (2009). Integrated

tool for risk assessment in agricultural management of soil erosion and losses of

phosphorus and nitrogen. Science of the total environment, 407(2), s. 749- 759.

Bergström L., Djodjic F., Kirchmann H., Nilsson I. & Ulén B., 2007. Fosfor från jordbruksmark till vatten – tillstånd, flöden och motåtgärder i ett nordiskt

perspektiv. Rapport MAT 21 nr 2/2007. SLU, Uppsala.

Braskerud, B.C, Tonderski, K.S., Wedding, B., Bakke, R., Blankenberg, A.-G.B., Ulén, B. &

Koskiaho, J. (2005). Can constructed wetlands reduce the diffuse phosphorus loads to

eutrophic water in cold temperature regions? Journal of environmental quality,

34(6), s. 2145- 2155.

Bryman, A. (2011). Samhällsvetenskapliga metoder. Malmö: Liber. Upplaga 2:2.

Börling K., 2010. Dammar som samlar fosfor. Jordbruksinformation 11-2010.

Jordbruksverket.

Ekstrand S., Persson T. & Bergström R., 2011. Dikesfilter och dikesdammar. Lägesrapport

reviderad april 2011, arkivnummer U3089-B. IVL Svenska Miljöinstitutet.

48

Foged, H. (2011). Baltic Sea 2020. Phosphorus Indices. Status, relevance and requirements

for a wider use as effecient phosphorus management masures in the Baltic Sea

region. Agro Buisness Park.

Greppa Näringen (2012a). Greppa fosforn – ett pilotprojekt inom Greppa Näringen för att

testa åtgärder mot fosforförluster i praktiken. Tillgänglig via:

http://www.greppa.nu/omgreppa/greppafosforn.4.32b12c7f12940112a7c800018322.

html [Hämtad 2012-02-28]

Greppa Näringen (2012b). Halverat fosforläckage med strukturkalkning. Tillgänglig via:

http://www.greppa.nu/omgreppa/nyheter/halveratfosforlackagemedstrukturkalknin

g.5.4d699a812c3c7b925d80001278.html [Hämtad 2012-02-28]

Höst, M., Regnell, B. & Runesson, P. (2011). Att genomföra examensarbete. Lund:

Studentlitteratur AB.

Malgeryd, J. (2009). Greppa fosforn –ett pilotprojekt inom Greppa näringen för att testa

åtgärder mot fosforförluster i praktiken. Bilaga 1. Jordbruksverket och Greppa

Näringen.

Malgeryd J., Albertsson B., Folkesson Ö. & de Maré L., 2008. 64 åtgärder inom jordbruket

för god vattenstatus. Rapport 2008:31. Jordbruksverket.

Nationalencyklopedin (2012a). Fosfor. Tillgänglig via: http://www.ne.se/lang/fosfor

[Hämtad 2012-02-27]

Nationalencyklopedin (2012b). Fosfater. Tillgänglig via: http://www.ne.se/lang/fosfater

[Hämtad 2012-03-01]

Nationalencyklopedin (2012c). Fosforgödsling. Tillgänglig via:

http://www.ne.se/fosforgödsling [Hämtad 2012-03-01]

Nationalencyklopedin (2012d). Kalcium. Tillgänglig via: http://www.ne.se/lang/kalcium

[Hämtad 2012-02-27]

Nationalencyklopedin (2012e). Kalkning. Tillgänglig via:

http://www.ne.se/lang/kalkning/219791 [Hämtad 2012-02-27]

Nationalencyklopedin (2012f). Kväve Tillgänglig via: http://www.ne.se/lang/kväve [Hämtad

2012-02-27]

Naturvårdsverket (2010). Beskrivning av delprogrammet Observationsfält. Version 2.

Swedish Evironmental Protectioon Agency.

Naturvårdsverket(2012). Övergödning. Tillgänglig via:

http://www.naturvardsverket.se/Start/Tillstandet-i-miljon/Overgodning/ [Hämtad

2012-05-24]

49

Otero, J.D., Figuerora, A., Mu˜noz, F.A. & Pe˜na, M.R. (2011). Loss of soil and nutrients by

surface runoff in two agro- ecosystems within an Andean paramo area. Ecological

Engineering, 37(12), s. 2035- 2023.

Renman, A. & Renman, G. (2010). Long- term phosphate removal by the calcium- silicate

material Polonite in wastewater filtration systems. Chemosphere, 79(6), s. 659- 664.

Richardson, A.E., Lynch, J.P., Ryan, P.R., Delhaize, E., Smith, F.A., Smith, S.E., Harvey, P.R.,

Ryan, M.H., Veneklaas, E.J., Lambers, H., Oberson, A., Culvenor, R.A. & Simpson,

R.J. (2011). Plant and microbial strategies to improve the phosphorus efficiency of

agriculture. Plant Soil, 349(1-2), s. 121- 156.

Schröder, J.J., Smit, A.L., Cordell, D. & Rosemarin, A. (2011). Improved phosphorus use

efficiency in agriculture: A key requirement for its sustainable use. Chemosphere,

84(6), s. 822- 831.

Stjernman Forsberg, L., Kyllmar, K. (2011). Pilotprojektet Greppa Fosforn. Årsredovisning

för det agrohydrologiska året 2010/2011. Teknisk rapport 148. Sveriges

Lantbruksuniversitet. Institutionen för mark och miljö.

Stjernman Forsberg, L., Kyllmar, K. & Andersson, S. (2011). Växtnäringsförluster i små

jordbruksdominerade avrinningsområden 2009/2010. Årsredovisning för

miljöövervakningsprogrammet. Typområden på jordbruksmark. Institutionen för

mark och miljö. Sveriges lantbruksuniversitet.

Sveriges Lantbruksuniversitet (2012). Typområden på jordbruksmark. Tillgänglig via:

http://www.slu.se/sv/fakulteter/nl/om-fakulteten/institutioner/institutionen-mark-

och-miljo/miljoanalys/typomraden/ [Hämtad 2012-01-30]

Torrent, J., Barberis, E. & Gil- Sotres, F. (2007). Agriculture as a source of phosphorus for

eutrophication in southern Europe. Soil, use and management, 23(1), s. 25- 35.

Wauer, G., Gonsiorczyk, T., Hupfer, M. & Koschel, R. (2009). Phosphorus balance of Lake

Tiefwarensee during and after restoration by hypolimnetic treatmeant with

aluminium and calcium salts. Lake and Reservoir Management, 25(4), s. 377- 388.

Box 883, 721 23 Västerås Tfn: 021-10 13 00 Box 325, 631 05 Eskilstuna Tfn: 016-15 36 00

E-post: info@mdh.se Webb: www.mdh.se